一种富集污水处理系统中氨氧化古菌的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种实现污水处理系统中氨氧化古菌富集的方法。所述方法通过投加外源信号分子启动污水处理系统中AOA的群体感应机制，首先接种全程硝化污泥于反应器内，在溶解氧为2mg/L及以上、室温的条件下，在进水氨氮浓度为100～136mg/L的废水中加入C6‑

【技术实现步骤摘要】
一种富集污水处理系统中氨氧化古菌的方法


[0001]本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种通过投加外源酰基高丝氨酸内酯(AHLs)富集污水处理系统中氨氧化古菌的方法。

技术介绍

[0002]在污水脱氮的氨氮氧化过程中，氨氧化细菌一直被认为是唯一的功能微生物。然而，在最新的研究中，发现了多种氮循环相关的微生物。其中，在深海、湖泊等自然环境的氨氮氧化过程里，氨氧化古菌(AOA)通常占据主导地位，且AOA在数量上显著高于氨氧化细菌。但在污水处理系统中，AOA却很少检出，未能发挥其脱氮作用。因此，如何在污水处理系统中富集AOA，利用AOA的氨氧化能力，实现污水的高效脱氮具有现实意义。
[0003]AOA多生长于寡营养的极端环境，人工环境下很难富集培养。现有的AOA富集培养方法多是利用AOA对氨氮(NH
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N)和溶解氧(DO)的亲和力以及抗生素抗性等特点，实现AOA菌株的纯培养富集。但是，纯培养富集的方法对于环境的要求较高，且通过纯培养得到的AOA很难用于实际污水处理。因在污水处理系统中，NH
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N和DO浓度较高，属于富营养型环境，故不利于AOA的生长。实现污水处理系统中AOA的富集培养需要新的思路。有研究推测，AOA可能存在群体感应系统。因此，利用外源信号分子诱导AOA的群体感应机制进而实现AOA富集的关键技术具有现实意义。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的目的在于提供一种利用AHLs富集污水处理系统中AOA的方法。
[0005]本专利技术提出通过投加外源AHLs诱导AOA的群体感应机制，从而实现污水处理系统中AOA的富集，突破了传统纯培养方式中培养条件的限制，并解决了纯培养难以实际应用的问题。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种富集污水处理系统中氨氧化古菌的方法，包括以下步骤：
[0008]接种全程硝化污泥于反应器内，富集AOA的条件为：在溶解氧(DO)为2mg/L及以上、室温以及弱碱性的条件下，在进水氨氮浓度为100～136mg/L的废水中添加信号分子，反应以序批式模式运行，一天运行一个周期及以上，从而实现氨氧化古菌的富集；
[0009]所述信号分子为C6‑
HSL和/或C
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HSL。
[0010]优选地，废水中所述信号分子的浓度为400～800nmol/L；更优选地，废水中所述信号分子的浓度为400nmol/L和800nmol/L，最优选为400nmol/L的C6‑
HSL和800nmol/L的C
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HSL。
[0011]优选地，所述AOA的富集工艺的环境温度为20～25℃。
[0012]优选地，所述AOA的富集工艺的反应DO为2.63～5.13mg/L。
[0013]优选地，所述AOA的富集工艺的pH为7.8～8.5。
[0014]优选地，所述进水为人工模拟配水或实际废水。
[0015]优选地，所述反应器中污泥浓度MLSS为8000～13000mg/L。
[0016]优选地，所述AOA的富集工艺的废水还包含：添加碳酸氢钠(NaHCO3)为系统提供无机碳源并作为pH缓冲剂；同时，添加约11.1mg/L KH2PO4、6mg/LMgSO4、3mg/L CaCl2·
2H2O并加入10ml微量元素营养液I和10ml微量元素营养液II为系统提供所需无机营养物质；其中，营养I包括5g/L EDTA(乙二胺四乙酸)、5g/L FeSO4；营养元素II包括15g/L EDTA、0.014g/L H3BO4、0.99g/L MnCl2·
4H2O、0.22g/L NaMoO4·
2H2O、0.43g/L ZnSO4·
7H2O和0.43g/LCuSO4·
5H2O。
[0017]优选地，所述AOA的富集工艺具体操作为：取全程硝化污泥为接种污泥分别置于4个1L的序批式(SBR)反应器内，分别加入实验室配置的含氮废水；各反应器依次加入400nmol/L的C6‑
HSL、400nmol/L的C
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HSL、800nmol/L的C6‑
HSL、800nmol/L的C
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HSL；随后，开启搅拌装置和曝气装置开始运行，运行时间为105～150min，运行结束时，关闭搅拌装置和曝气装置。一天运行一个周期及以上。
[0018]优选地，所述反应器为SBR反应器，其底部设有曝气装置，内置搅拌器。
[0019]本专利技术所述一种通过投加外源信号分子富集污水处理系统AOA的方法，其原理在于：群体感应是一种普遍存在于微生物群落中的细胞交流机制，具有协调菌群的生理行为，调控菌群的生态关系的功能。这为AOA富集培养提供新途径。本专利技术通过污水处理系统中加入不同类型不同浓度的外源信号分子诱导AOA的群体感应机制，从而提高AOA的相对丰度，实现AOA的富集。
[0020]本专利技术解决了污水处理系统中的AOA相对丰度少且难以实现AOA富集的难题，提供了一种在污水处理系统中提高AOA相对丰度的策略，实现了AOA的富集，为污水处理系统中脱氮工艺开发提供新思路。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：
[0022]本专利技术在高曝气量、常温、偏碱条件下通过外源投加信号分子启动工艺，易于实施，启动迅速，系统在一般污水处理系统中即可启动，而高曝气量更是减少了系统的启动时间。此外，本专利技术首次将外源信号分子的投加应用于污水处理系统中AOA的富集研究上，提出400nmol/L和800nmol/L的C6‑
HSL、C
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HSL的投加均能启动AOA群体感应机制，其中400nmol/L C6‑
HSL和800nmol/L的C
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HSL效果显著。同时，较高的溶解氧量提高了AOA的活性。从而使AOA实现富集生长，解决了污水处理系统中AOA相对丰度低的难题。
附图说明
[0023]图1为本专利技术中AOA富集培养后菌群对比图，PN_C6_I、PN_C6_II、PN_C
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_I、PN_C
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_II依次为加入400nmol/L的C6‑
HSL、800nmol/L的C6‑
HSL、400nmol/L的C
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HSL以及800nmol/L的C
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HSL。其中图1(a)为4个反应器培养污泥中门水平菌群，图1(b)为4个反应器培养污泥中属水平菌群。
[0024]图2为实验污泥古菌经过PCR扩增后的电泳图，各点样(图中从左到右)依次为接种污泥、实验反应器为400nmoL/L信号分子时的空白对照组、实验反应器为800nmoL/L信号分子时的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富集污水处理系统中氨氧化古菌的方法，其特征在于，包括以下步骤：接种全程硝化污泥于反应器内，富集AOA的条件为：在溶解氧为2mg/L及以上、室温以及弱碱性的条件下，在进水氨氮浓度为100～136mg/L的废水中添加信号分子，反应以序批式模式运行，从而实现氨氧化古菌的富集。2.根据权利要求1所述一种富集污水处理系统中氨氧化古菌的方法，其特征在于，所述信号分子为C6‑
HSL和/或C
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HSL。3.根据权利要求1所述一种富集污水处理系统中氨氧化古菌的方法，其特征在于，废水中所述信号分子的浓度为400～800nmol/L。4.根据权利要求1所述一种富集污水处理系统中氨氧化古菌的方法，其特征在于，废水中所述信号分子的浓度为400nmol/L和800nmol/...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁瑜海，郑培函，邹佳行，韩嘉荣，汪奇欣，韩琪，姚丽婷，崔理华，余光伟，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：