CN102336505B - 一种厌氧氨氧化颗粒污泥的保存方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种厌氧氨氧化颗粒污泥的保存方法，所述方法包括：将需要保存的污泥储存于封闭容器中，使封闭容器保持缺氧状态，置于常温、pH控制在7.0～9.0；每隔一段时间向容器添加营养液和新鲜厌氧氨氧化颗粒污泥，以保证保存污泥的厌氧氨氧化活性。本发明能够在常温条件下较为长期的保存厌氧氨氧化污泥，并能够维持较高的厌氧氨氧化活性，一旦将其投入应用能够较快的启动厌氧氨氧化反应器，并能在相对较少的时间内达到较高的脱氮性能；营养基质添加的时间间隔较长避免了频繁扰动对保存污泥的不利影响，且每隔一定时间添加少量新鲜厌氧氨氧化颗粒污泥，为厌氧氨氧化菌提供某些生长因子，有利于维持厌氧氨氧化菌的活性，便于颗粒污泥的长期保存。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种厌氧氨氧化颗粒污泥的保存方法。
(二)背景技术
厌氧氨氧化工艺是一种新型的生物脱氮工艺，对防治水体富营养化现象具有重要的应用前景。厌氧氨氧化菌是厌氧氨氧化脱氮工艺的微生物主体，要获得较高的脱氮性能，必须要具备足够的厌氧氨氧化菌数量以及较高的厌氧氨氧化活性。虽然通过驯化能够从硝化、反硝化以及产甲烷等污泥中富集出厌氧氨氧化颗粒污泥，但由于厌氧氨氧化菌细胞产率低，生长缓慢，污泥的培养较为困难，且厌氧氨氧化活性在受到抑制后很难得到恢复，因而厌氧氨氧化工艺的启动及受抑恢复都耗时较长。这是厌氧氨氧化工艺的推广应用的极大障碍。
颗粒污泥是厌氧氨氧化菌的良好存在形态。颗粒污泥中以成层分布的各类微生物为主体并含有无机矿物以及有机胞外多聚物等成分。基质(氨和亚硝酸盐)浓度较高时，厌氧氨氧化菌容易受到抑制，无机矿物、胞外多聚物以及各类共生菌的存在能够在厌氧氨氧化颗粒污泥内外形成基质浓度梯度，即使在较高进水基质浓度下厌氧氨氧化菌的暴露浓度也能够维持在较低的水平。此外，厌氧氨氧化颗粒污泥能够缓和各种逆境因子对厌氧氨氧化工艺的冲击，使工艺具有较强的抗逆能力，能够在一定程度上保证工艺的稳定运行。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种厌氧氨氧化颗粒污泥的保存方法。
本发明采用的技术方案是：
一种厌氧氨氧化颗粒污泥的保存方法，所述方法包括：
(1)将需要保存的厌氧氨氧化反应器出水污泥或闲置厌氧氨氧化污泥加水储存于封闭容器中，污泥与水的体积比为1∶0.6～1.4，通入惰性气体使封闭容器保持缺氧状态，封闭容器置于常温(10～30℃)，容器内pH控制在7.0～9.0；厌氧氨氧化颗粒污泥与水的混合物要装填满容器并用惰性气体驱除泥液相中的氧气，若泥水混合物不能填满容器则使用惰性气体驱除泥液相及容器上方气相空间的氧气使容器中保持缺氧条件。
(2)每隔3～15d向容器添加营养液，营养液中氨(由铵盐提供)与亚硝酸盐的摩尔比为1∶0.8～1.3，且保证封闭容器内氨氮(NH4 +-N)和亚硝酸盐氮(NO2 --N)浓度均不超过14～98mg·L-1范围，每次营养液加入量为容器体积的1％～50％；营养液中铵盐(提供NH4 +-N)和亚硝酸盐(提供NO2 --N)按照前述标准进行设定，其他组分(其作用是提供必要的养分)可参照常规厌氧氨氧化富集培养的通用配方；
(3)每隔3～18d向容器添加具有生物活性的新鲜厌氧氨氧化颗粒污泥，以保证保存污泥的厌氧氨氧化活性，添加量为容器体积的0.1％～0.5％。添加污泥与添加营养物质最好同步进行以尽量减少操作对容器内厌氧氨氧化污泥的扰动。
优选的，步骤(2)营养液中除氨与亚硝酸盐以外的组分组成如下：KH2PO4 5～20mg·L-1，CaCl2·2H2O 1～10mg·L-1，MgSO4·7H2O 200～400mg·L-1，KHCO3 800～1500mg·L-1，微量元素浓缩液I、II各1～2mL·L-1，溶剂为水；其中，微量元素浓缩液I的组成为：EDTA 5g·L-1，FeSO4·7H2O9.14g·L-1，溶剂为水；微量元素浓缩液II组成为：EDTA 15g·L-1，H3BO40.014g·L-1，MnCl2·4H2O 0.99g·L-1，CuSO4·5H2O 0.25g·L-1，ZnSO4·7H2O0.43g·L-1，NiCl2·6H2O 0.21g·L-1，NaMoO4·2H2O 0.22g·L-1，CoCl2·6H2O0.24g·L-1，溶剂为水。
本发明通过保存闲置或厌氧氨氧化反应器出水中收集到的厌氧氨氧化颗粒污泥并维持其厌氧氨氧化活性，解决厌氧氨氧化工艺菌源难求的问题。试验证明此方法能够很好的保存厌氧氨氧化颗粒污泥并能够使厌氧氨氧化污泥活性维持在较高水平，在投入应用时能够较快的启动厌氧氨氧化反应器，并能在相对较少的时间内达到较高的脱氮性能。
本发明的有益效果主要体现在：能够在常温条件下较为长期的保存厌氧氨氧化污泥，并能够维持较高的厌氧氨氧化活性，一旦将其投入应用能够较快的启动厌氧氨氧化反应器，并能在3～15d内成功启动厌氧氨氧化反应器，使用此方法保存半年的厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化反应器，10d内氮去除负荷超过了3.0kg·m-3·d-1，在相对较短的时间内达到较高的脱氮性能；营养基质添加的时间间隔较长避免了频繁扰动对保存污泥的不利影响，且每隔一定时间添加少量新鲜活性较高的厌氧氨氧化颗粒污泥或需要保存的颗粒污泥，为厌氧氨氧化菌提供某些生长因子，有利于维持厌氧氨氧化菌的活性，便于颗粒污泥的长期保存。
(四)附图说明
图1为本发明中厌氧氨氧化颗粒保存容器的结构示意图；
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
厌氧氨氧化颗粒污泥保存容器结构参见图1，其具有圆柱或长方体容器本体1，反应器底座2，在容器本体下方设有放泥口3，上方设惰性气体缓冲包4，加料(营养物质或污泥)口5，容器本体1与惰性气体缓冲包4通过排气管6相连接，在容器侧壁错落分布3个放水阀7，从放泥口3放出的污泥放入接泥桶8中，惰性气体缓冲包4设一加/排气口9，根据实际情况决定向惰性气体缓冲包4加惰性气体或排放气体。
由加料口5加入营养物质(或污泥)于封闭容器1中，容器1中厌氧氨氧化污泥消耗基质以维持其厌氧氨氧化活性。厌氧氨氧化颗粒污泥产生的氮气通过排气管6储存于惰性气体缓冲包4中，惰性气体缓冲包4中气量过多可以通过加/排气口9排出，若不足则可通过加/排气口9加入惰性气体以保证密封容器内气压不低于外界气压，保证容器内的缺氧环境。在加泥或营养物质前需要通过放水阀7放出部分水。由于一部分厌氧氨氧化颗粒污泥会因产气附着于颗粒表面而降低其密度浮于水面，而一部分密度较大的污泥沉于容器底部因而在不同水位处设置放水阀，在便于出水的同时减少污泥流失。加料时会引入少量空气于容器中，由于漏入容器中的少量氧气不影响厌氧氨氧化活性，但应避免大量氧气的透入。
本实施方法按如下步骤进行：
(1)将需要保存的厌氧氨氧化反应器出水污泥储存于封闭容器中，通过惰性气体使封闭容器保持缺氧状态。温度不加控制，封闭容器置于常温条件(约25℃)，容器内pH控制在7.5～8.0之间。
(2)每隔14d向容器添加营养物质，营养配方为厌氧氨氧化菌富集培养的通用配方，其中氨盐使用(NH4)2SO4，亚硝酸盐使用NaNO2。氨氮与亚硝酸盐氮的摩尔比为1∶1，且NH4 +-N浓度为98mg·L-1。营养液中其他组分组成如下：KH2PO4 10mg·L-1，CaCl2·2H2O 5.6mg·L-1，MgSO4·7H2O300mg·L-1，KHCO31250mg·L-1，微量元素浓缩液I、II各1.25mL·L-1，溶剂为水；其中，微量元素浓缩液I的组成为：EDTA 5g·L-1，FeSO4·7H2O9.14g·L-1，溶剂为水；微量元素浓缩液II组成为：EDTA 15g·L-1，H3BO40.014g·L-1，MnCl2·4H2O 0.99g·L-1，CuSO4·5H2O 0.25g·L-1，ZnSO4·7H2O0.43g·L-1，NiCl2·6H2O 0.21g·L-1，NaMoO4·2H2O 0.22g·L-1，CoCl2·6H2O0.24g·L-1，溶剂为水。每次营养物质加入量为容器体积的10％。
(3)每隔14d向容器添加具有生物活性的少量新鲜厌氧氨氧化颗粒污泥，以保证保存污泥的厌氧氨氧化活性。
使用此方法保存半年的厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化反应器，10d内氮去除负荷超过了3.0kg·m-3·d-1。使用此方法保存一个月的厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化反应器，第二天氮去除负荷达到了4.95kg·m-3·d-1，在第20d氮去除负荷达到了14.61kg·m-3·d-1。
Claims (2)
1.一种厌氧氨氧化颗粒污泥的保存方法，所述方法包括：
(1)将需要保存的厌氧氨氧化反应器出水污泥或闲置厌氧氨氧化污泥加水储存于封闭容器中，污泥与水的体积比为1∶0.6～1.4，通入惰性气体使封闭容器保持缺氧状态，封闭容器置于常温，容器内pH控制在7.0～9.0；
(2)每隔3～15d向容器添加营养液，营养液中氨与亚硝酸盐的摩尔比为1∶0.8～1.3，且保证封闭容器内氨氮和亚硝酸盐氮浓度均在14～98mg·L-1范围内，每次营养液加入量为容器体积的1％～50％；
(3)每隔3～18d向容器添加新鲜厌氧氨氧化颗粒污泥，添加量为容器体积的0.1％～0.5％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)营养液中除氨与亚硝酸盐以外的组分组成如下：KH2PO45～20mg·L-1，CaCl2·2H2O 1～10mg·L-1，MgSO4·7H2O 200～400mg·L-1，KHCO3800～1500mg·L-1，微量元素浓缩液I、II各1～2mL·L-1，溶剂为水；其中，微量元素浓缩液I的组成为：EDTA 5g·L-1，FeSO4·7H2O 9.14g·L-1，溶剂为水；微量元素浓缩液II组成为：EDTA 15g·L-1，H3BO40.014g·L-1，MnCl2·4H2O 0.99g·L-1，CuSO4·5H2O 0.25g·L-1，ZnSO4·7H2O 0.43g·L-1，NiCl2·6H2O 0.21g·L-1，NaMoO4·2H2O 0.22g·L-1，CoCl2·6H2O 0.24g·L-1，溶剂为水。
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