一种富集氨氧化细菌的方法技术

本发明专利技术公开了一种富集氨氧化细菌的方法，属于污水处理技术领域。本发明专利技术采用SBR反应器富集AOB，针对氨氮浓度高的废水，逐渐提高微生物氨氮负荷，并采用以无机盐为主要成分的培养液，不投加其他碳源，步骤较简单，使污泥中的原生动物、后生动物、真菌和异养菌的生长受到明显抑制，有利于AOB成为活性污泥种群中的优势菌种，并耐受越来越高的氨氮浓度。并耐受越来越高的氨氮浓度。并耐受越来越高的氨氮浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种富集氨氧化细菌的方法


[0001]本专利技术涉及一种富集氨氧化细菌的方法，属于污水处理


技术介绍

[0002]目前普遍应用的废水脱氮技术为生物脱氮技术，其中短程硝化技术因其显著的经济优势而具有广阔的发展前景。传统生物脱氮工艺是以硝化和反硝化技术为核心的生物脱氮工艺，其中硝化作用是通过硝化细菌以O2为电子受体将NH
4+
‑
N氧化成NO3‑
‑
N的生物反应，反硝化作用是在缺氧或厌氧条件下，由反硝化细菌参与完成的以有机物作为电子供体将NO3‑
‑
N还原为N2的生物反应。由于传统生物脱氮工艺在硝化阶段需消耗大量O2，增加了动力消耗，同时在反应过程中会产生大量的H
+
，增加水体酸度，因此需额外投加碱来调节pH，增加了运行费用；在反硝化阶段需补充碳源，增加了运营成本。
[0003]亚硝化技术是将硝化反应控制在亚硝酸盐阶段，即将硝化反应停留在氨氧化阶段，避免亚硝酸盐被氧化成硝酸盐，从而形成亚硝酸盐积累。研究表明，亚硝化阶段相对于全程硝化阶段可节约25％的曝气量，在反硝化阶段可节约40％的有机碳源(以甲醇计)。亚硝化工艺是许多新型绿色低耗生物脱氮工艺实现的基础和关键，如亚硝化过程与厌氧氨氧化工艺耦合(Partial nitrification
‑
anammox，PN/A)脱氮，理论上可节省63.5％的曝气能耗，无需有机碳源，且污泥产量低。在“碳达峰、碳中和”政策的实施背景下，这种绿色低耗生物脱氮工艺将成为污水处理厂发展的重大趋势。
[0004]实现亚硝化工艺稳定运行的关键是氨氧化反应，因此氨氧化细菌(Ammonia
‑
oxidizing bacteria，AOB)的数量和活性决定着氨氧化反应的快慢，即控制条件促进AOB快速生长繁殖而淘汰或抑制亚硝化菌(Nitrite
‑
oxidizing bacteria，NOB)。但由于氨氧化细菌属于自养型微生物，具有世代时间长、繁殖速度慢等特点，污水处理厂活性污泥中AOB所占的比例较低，一般低于5％。若要提高AOB的实际应用价值、推动PN/A等绿色低耗生物脱氮工艺在污水处理的广泛应用，需要提升AOB在污水处理活性污泥中的丰度和活性。因此亟需研发能够高效快速培养出AOB丰度高、氨氧化活性强的富集技术，提高污水处理氨氧化速率、促进亚硝酸盐积累，进而显著降低污水处理过程的能耗和有机碳源消耗。现有一些富集AOB的方法存在耗氧量大、富集效果不好，富集得到的污泥还无法用于处理高氨氮废水的问题。

技术实现思路

[0005][技术问题][0006]现有一些富集AOB的方法存在耗氧量大、富集效果不好，富集得到的污泥还无法用于处理高氨氮废水的问题。
[0007][技术方案][0008]本专利技术提供了一种用于富集AOB的反应器，是高40cm、内径14cm的圆柱形序批式反应器(Sequencing batch reactor，SBR)，反应器有效容积5L，工作容积4L；反应器外层装有
保温层，以维持水温为28
‑
30℃，反应器底部设有曝气盘，利用转子流量计控制DO浓度为0.5
‑
1.0mg/L。
[0009]本专利技术提供了应用所述用于富集AOB的反应器来富集AOB的方法，包括以下步骤：
[0010](1)将接种污泥加入自来水稀释后接入反应器；
[0011](2)向反应器中通入人工模拟废水，进水60min、曝气260min、沉淀30min、排水5min、停滞5min作为1个工作周期；曝气过程中，利用转子流量计控制DO浓度为0.5
‑
1mg/L；
[0012]当反应器出水的氨氮浓度低于1mg/L且稳定运行5天后，将人工模拟废水的氨氮浓度提高100mg/L，当反应器出水的氨氮浓度再次低于1mg/L且稳定运行5天后，再次提高人工模拟废水的氨氮浓度，如此反复，在90天内，将人工模拟废水的氨氮浓度从100mg/L逐步梯度提高至500mg/L；
[0013](3)90天后，待最后一个工作周期运行结束，反应器内的污泥即为富集了AOB的污泥。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)将接种污泥加入自来水稀释后接入反应器，使反应器中初始混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度为2000mg/L。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)接种污泥取自污水处理厂的曝气池。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)向反应器中通入人工模拟废水，进水速度为16.67mL/min，出水速度为200mL/min。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)排水比为25％。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)每次提高人工模拟废水的氨氮浓度时，提高100mg/L。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，人工模拟废水的pH值为7.8
±
0.2。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中，人工模拟废水的配方是：氨氮浓度100mg/L～500mg/L，KH2PO
4 64mg/L，K2HPO
4 64mg/L，NaHCO
3 6g/L，微量元素液2mL/L，pH值为7.8
±
0.2；微量元素液成分如下所示：ZnSO4·
7H2O 0.55g/L，MnCl2·
4H2O 1.275g/L，CoCl2·
6H2O 0.4g/L，CuSO4·
5H2O 0.4g/L，MgSO4·
7H2O 44.4g/L，FeCl3·
6H2O 1.25g/L，Na2MoO4·
2H2O 0.05g/L，CaCl2·
2H2O 1.375g/L，MgSO4·
7H2O 44.4g/L。
[0021]所述逐渐提高进水氨氮浓度的方法是，当反应器出水氨氮浓度低于1mg/L时，且稳定运行5天之后，进水氨氮浓度每次提高100mg/L。
[0022][有益效果][0023]本专利技术对富集AOB污泥的方法进行了设计，考察了其对氨氮的转化效果，并对富集过程中的氨氧化速率(Ammonia oxidation rate，AOR)、比氨氧化速率(Specific ammonia oxidation rate，SAOR)亚硝酸盐积累率(Nitrite accumulation rate，NAR)、硝酸盐积累率(Nitrate accumulation rate，NIR)和群落结构进行了定量分析，为活性污泥中快速富集AOB提供参考。该工艺具有AOR高、NAR高的特征，可与Anammox等短程脱氮工艺耦合，符合当前绿色低耗的发展方向。
[0024]本专利技术采用SBR反应器富集AOB，针对氨氮浓度高的废水，通过逐渐提高微生物氨氮负荷的方法，采用以无机盐为主要成分的培养液，不投加其他碳源，步骤较简单，使污泥中的原生动物、后生动物、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.富集氨氧化细菌的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将接种污泥加入自来水稀释后接入反应器；(2)向反应器中通入人工模拟废水，并按照先后进水、曝气、沉淀、排水、停滞的方式作为1个工作周期来运行反应器；曝气过程中，利用转子流量计控制DO浓度为0.5
‑
1mg/L；当反应器出水的氨氮浓度低于1mg/L且稳定运行5天后，将人工模拟废水的氨氮浓度提高100mg/L，当反应器出水的氨氮浓度再次低于1mg/L且稳定运行5天后，再次提高人工模拟废水的氨氮浓度，每次提高100mg/L，如此反复，直至人工模拟废水的氨氮浓度从100mg/L提高至500mg/L；(3)待最后一个工作周期运行结束，反应器内的污泥即为富集了AOB的污泥；所述反应器，是圆柱形序批式反应器，反应器外层装有保温层，反应器底部设有曝气盘。2.根据权利要求1所述的富集氨氧化细菌的方法，其特征在于，按照进水60min、曝气260min、沉淀30min、排水5min、停滞5min作为1个工作周期。3.根据权利要求1或2所述的富集氨氧化细菌的方法，其特征在于，所述反应器，是高40cm、内径14cm的圆柱形序批式反应器，反应器有效容积5L，工作容积4L；反应器外层装有保温层，以维持水温为28
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30℃，反应器底部设有曝气盘。4.根据权利要求3所述的富集氨氧化细菌的方法，其特征在于，步骤(1)将接种污泥加入自来水稀释后接入反应器，使反应器中初始混合液悬浮固体质量浓度为2000mg/L。5.根据权利要求1所述的富集氨氧化细菌的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李激，王秉政，陈卫平，郑凯凯，王燕，徐卫东，陆绪科，
申请(专利权)人：江苏启德水务有限公司，
类型：发明
国别省市：