一种异养硝化-好氧反硝化复合菌强化SBR脱氮性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种异养硝化

【技术实现步骤摘要】
一种异养硝化
‑
好氧反硝化复合菌强化SBR脱氮性能的方法


[0001]本专利技术涉及环境微生物领域，具体涉及一种异养硝化
‑
好氧反硝化复合菌强化SBR脱氮性能的方法。

技术介绍

[0002]随着工业化进程的不断加快，水体氮超标问题日益严重，直接造成了江河湖海水资源的污染及水体富营养化。生物脱氮原理的研究已有一百多年的历史，被公认为目前废水脱氮处理中最经济、有效的方法之一，传统生物脱氮理论将脱氮分为氨化、硝化和反硝化三个部分，并有严格好氧、厌氧环境的区分。近些年来，在传统自养硝化、厌氧反硝化的基础上发展而来的新型生物脱氮方式主要包括：厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonia Oxidation,ANAMMOX)，短程硝化反硝化，同步硝化反硝化(Simultaneous Nitrification and Denitrification,SND)。
[0003]ANAMMOX工艺是指在厌氧条件下，以氨作为电子供体将NO2‑
‑
N或NO3‑
‑
N还原为氮气的生物反应。短程硝化反硝化是在传统的硝化反硝化工艺(NH4
+
—NO2‑
—NO3‑
—NO2‑
—NO—N2O—N2)，将硝化过程中的“NO2‑
—NO3‑”和反硝化过程的“NO3‑
—NO2‑”路径省去，把氨氧化控制在NO2‑
‑
N阶段，然后以NO2‑
‑
N作为电子受体直接进行反硝化。SND是指硝化与反硝化反应同时在同一反应器中实现，共同完成硝化和反硝化并去处废水中的有机物。目前关于SND的理论解释可以分为两大类，一类是从微生物生理学角度来解释，称之为生物论；一类是从微生物所处的环境的角度来解释，称之为生境论。
[0004]现有生物脱氮工艺具有绿色，环保，具有成本低，效果好等特点，但因自养硝化细菌生长较为缓慢，反硝化条件相对苛刻，存在高浓度NH
4+
‑
N水平下耐冲击差、易产生硝酸盐积累等问题。异养硝化
‑
好氧反硝化菌作为一类新型脱氮菌，具备好氧反硝化能力，从生物学的角度使得SND成为可能。但目前对这类菌株的研究集中于单菌株的筛选与性能考察及不同环境因素对其脱氮效果的影响，对复合菌强化反应器的研究存在不足，且复合菌较单菌株在脱氮性能上具有优势。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种异养硝化
‑
好氧反硝化复合菌强化SBR脱氮性能的方法，其可以在高NH
4+
‑
N、宽DO条件下实现同步脱氮除碳，有效去除废水中的总氮TN。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种异养硝化
‑
好氧反硝化复合菌强化SBR脱氮性能的方法，包括以下步骤：
[0008](1)异养硝化菌的筛选：取污水处理厂硝化池的活性污泥，将5mL污泥和45mL无菌水混匀得到污泥悬液，取1mL污泥悬液置于异养硝化液体培养基中，3天为1个周期，每个周期结束后从异养硝化培养基中取1mL污泥悬液转接于新鲜的异养硝化液体培养基中，重复3个周期；对异养硝化液体培养基中的污泥悬液进行梯度稀释后涂布平板，挑选菌落生长状况良好的菌株继续划线培养，分离纯化硝化能力强的异养硝化菌，加入新的异养硝化液体
培养基中测定不同菌株NH
4+
‑
N降解性能，通过反复筛选获得2株形态不同且具有较高脱氮性能的菌株，分别为枯草芽孢杆菌和铜绿色假单胞菌，将两种菌株分别命名为Bacillussubtilis S3和Pseudomonas aeruginosa A7，简称为BS3和PA7，将BS3和PA7菌株冷冻保存；
[0009](2)异养硝化菌的复配：挑取冷冻保存的BS3和PA7菌株接种于LB培养基中，在30℃和150r/min条件下过夜活化后，在5000r/min的转速下离心10min收集菌体，用0.75％生理盐水清洗，反复3次将菌体重悬于无菌水中得到菌悬液，按照体积百分数为1.5％接种于氨氮—硝酸盐异养硝化液体培养基中，其中BS3:PA7的体积比为2:3；
[0010](3)SBR脱氮：运行SBR反应池，SBR反应池内有污泥，向反应池内接入废水，反应器运行周期为12h，废水进水30min，曝气565min，沉淀30min，排水5min，闲置90min，将DO控制在5
‑
6mg/L，温度控制在30
±
2℃，每间隔1天取一次样，检测出水水质变化，待出水实现稳定后向SBR反应池内投入BS3和PA7的复合菌，投菌量按进水质量的25％混合投加，使得所投菌湿重达到2g/L。
[0011]优选地，所述步骤(1)中，每升异养硝化液体培养基包括以下组份，(NH4)2SO40.472g、CH3COONa 4.39g、K2HPO40.2g、MgSO4·
7H2O 0.05g、NaCl 0.12g、MnSO4·
4H2O 0.01g、FeSO4·
7H2O 0.01g。
[0012]优选地，所述步骤(1)中，异养硝化液体培养基采用(NH4)2SO4梯级强化的异养硝化液体培养基，即每隔一天添加1mL质量百分比为5％的(NH4)2SO4以富集异养硝化菌。
[0013]优选地，所述步骤(1)中，菌液梯度稀释倍数为102‑
106。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]1)本专利技术通过将异养硝化
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好氧反硝化菌的复配，以最优化的比例形成复合菌株，将其投加于SBR系统，通过对原有系统中微生物胞外聚合物分泌及种群结构的调控，实现脱氮性能的显著提升。
[0016]2)本专利技术涉及的复合菌株强化技术能同步脱氮除碳和好氧反硝化，能有效节省能源具有重要的经济价值。
[0017]3)本专利技术中的复合菌株能够在高NH4
+
‑
N、宽DO条件下实现同步脱氮除碳，有效去除废水中的总氮TN，可应用于废水生物处理系统中脱氮效果的强化，提供运行效率与稳定性，从而降低处理成本具有重要推广意义。
附图说明
[0018]图1本专利技术实施例1中复合菌株在混合氮源条件下的脱氮效果；
[0019]图2本专利技术实施例2中复合菌株在不同NH
4+
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N浓度下，NH
4+
‑
N、TN、COD的去除效果；
[0020]图3本专利技术实施例2中复合菌株在不同溶解氧条件下，NH
4+
‑
N、TN、COD的去除效果；
[0021]图4本专利技术实施例3中不同时期出水COD变化(a、b)SBR1、(c、d)SBR2；
[0022]图5本专利技术实施例3中不同时期出水NH
4+
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N、NO2‑
‑
N、NO3‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异养硝化
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好氧反硝化复合菌强化SBR脱氮性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)异养硝化菌的筛选：取污水处理厂硝化池的活性污泥，将5mL污泥和45mL无菌水混匀得到污泥悬液，取1mL污泥悬液置于异养硝化液体培养基中，3天为1个周期，每个周期结束后从异养硝化培养基中取1mL污泥悬液转接于新鲜的异养硝化液体培养基中，重复3个周期；对异养硝化液体培养基中的污泥悬液进行梯度稀释后涂布平板，挑选菌落生长状况良好的菌株继续划线培养，分离纯化硝化能力强的异养硝化菌，加入新的异养硝化液体培养基中测定不同菌株NH
4+
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N降解性能，通过反复筛选获得2株形态不同且具有较高脱氮性能的菌株，分别为枯草芽孢杆菌和铜绿色假单胞菌，将两种菌株分别命名为Bacillus subtilis S3和Pseudomonas aeruginosa A7，简称为BS3和PA7，将BS3和PA7菌株冷冻保存；(2)异养硝化菌的复配：挑取冷冻保存的BS3和PA7菌株接种于LB培养基中，在30℃和150r/min条件下过夜活化后，在5000r/min的转速下离心10min收集菌体，用0.75％生理盐水清洗，反复3次将菌体重悬于无菌水中得到菌悬液，按照体积百分数为1.5％接种于氨氮—硝酸盐异养硝化液体培养基中，其中BS3:PA7的体积比为2:3；(3)SBR脱氮：运行SBR反应池，SBR反应池内有污泥，向反应池内接入废水，反应器运行周...

【专利技术属性】
技术研发人员：石先阳，黄茹婷，黄明明，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：