CN103159325A

CN103159325A - 一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法

Info

Publication number: CN103159325A
Application number: CN2011104086760A
Authority: CN
Inventors: 王淑梅; 周英杰; 张兆基; 陈少华
Original assignee: Institute of Urban Environment of CAS
Current assignee: Institute of Urban Environment of CAS
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-19

Abstract

本发明涉及水处理领域，特别是指一种采用硝化处理普通活性污泥富集厌氧氨氧化菌的方法。其特征是采用硝化处理普通活性污泥，提高了污泥中好氧氨氧化细菌（AOB）的数量，一些AOB是兼性厌氧菌，在无氧条件下可进行类似厌氧氨氧化作用。另外，AOB会产生有利于厌氧氨氧化菌富集的羟胺氧化还原酶。在活性提高阶段投加活性炭，为厌氧氨氧化菌提高附着环境，也可减少其他细菌与Anammox菌对活性炭附着环境的竞争。本发明是一种省时、高效的厌氧氨氧化菌富集方法。

Description

一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是指一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法。

背景技术

脱氮工艺已成为控制水污染、保护水环境的重要研究课题，也是污水深度处理研究中的核心问题之一。厌氧氨氧化（anaerobic ammonia oxidation，Anammox）是指在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌以亚硝酸根为电子受体，直接将NH₄ ⁺-N转化为N₂。与传统的硝化、反硝化工艺相比，它不需要外加有机碳源进行反硝化，污泥产量少，可以节省运行费用。但是，厌氧氨氧化菌的世代周期相对较长，其倍增时间约为11天，因此从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌需要很长的时间，严重阻碍了厌氧氨氧化工艺的大规模应用。

目前国内外对普通活性污泥富集厌氧氨氧化菌多采取反硝化处理或者不处理，而对普通活性污泥进行硝化处理的比较少。根据实例发现，对普通活性污泥进行硝化处理后富集厌氧氨氧化菌所需时间短，效能高，富集的厌氧氨氧化菌个体大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺点，提供一种快速高效的厌氧氨氧化菌的富集方法。该方法不仅能加快厌氧氨氧化菌的富集，而且运行稳定，厌氧氨氧化菌的活性高，脱氮效率高。

本发明为解决现有问题所采取的技术方案：

1、普通活性污泥的硝化处理

将普通活性污泥接种到序批式反应器（Sequencing Batch Reactor, SBR）中，添加培养液（配方见附图），培养自养硝化污泥。其中，氨氮溶液的浓度从50mg/L逐渐增加到100mg/L。曝气，调节温度在35±1℃，pH在7.5±0.5，避光。

本阶段对普通活性污泥进行好氧硝化，提高污泥中好氧氨氧化细菌(Ammonia Oxidizing Bacteria, AOB)的数量，而一些AOB是兼性厌氧菌，在无氧条件下可进行类似Anammox作用。同时，AOB能够产生有利于Anammox菌富集的羟胺氧化还原酶(hydroxylamine oxidoreductase, HAO)。

2、厌氧氨氧化菌的富集

反应器停止曝气，进入厌氧氨氧化阶段。投加氨氮、亚硝氮以及营养物质。NO₂ˉ：NH₄ ⁺的摩尔比为1±0.2，两者的浓度从20mg/L逐渐增加到100mg/L。控制DO低于0.1mg/L、温度为35±1℃、pH为7.5±0.5，避光培养。

在菌体自溶阶段和活性迟滞阶段结束之后的活性提高阶段，投加活性炭载体，强化厌氧氨氧化菌的活性，抵抗不良环境影响。经过菌体自溶阶段和活性迟滞阶段，大部分好氧菌和异养菌死亡，因此在活性提高阶段投加活性炭，可以提高厌氧氨氧化菌在活性炭上附着生长的比例。

本发明的优点主要包括：

(1)、本发明富集厌氧氨氧化菌的时间短，省时。

(2)、本发明富集的厌氧氨氧化菌的活性高，脱氮效率高。

(3)、本发明在活性提高阶段投加活性炭，为厌氧氨氧化菌提供附着环境；在菌体自溶阶段和活性迟滞阶段结束之后的活性提高阶段投加活性炭载体，可以减少其他细菌与厌氧氨氧化菌对活性炭附着环境的竞争。

(4)、本发明对普通活性污泥进行好氧硝化，通过提高污泥中AOB的数量，利用其中的兼性厌氧菌及其产生的HAO，实现厌氧氨氧化菌的富集。

总之，本发明是一种省时、高效的厌氧氨氧化菌富集方法。

附图说明

图1是培养液配方表。表中痕量元素添加比例是1.25ml/L。

具体实施方式

本发明是一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法，按照以下方式进行：

1、普通活性污泥的硝化处理

将普通活性污泥接种到SBR反应器中，避光。装置采用间歇式运行，一个完整的周期包括进水、混匀、沉淀、出水四个阶段（时间分别为：0.25h，23h，0.5h，0.25h）。在进水阶段，将培养液的pH调节至7.5±0.5之后，通过进水导流管进入SBR反应器中，培养自养硝化污泥。培养液中的氨氮浓度从50mg/L逐渐增加到100mg/L。在混匀阶段，控制反应器温度在35±1℃，直接通入空气混匀。静置半个小时后，采用虹吸出水。硝化处理旨在提高污泥中AOB的数量。

2、厌氧氨氧化菌的富集

污泥经过硝化处理之后，停止曝气，塞紧橡胶塞，冲氩气脱氧，进入厌氧氨氧化阶段。

在进水阶段，冲氩气脱氧，调节污泥混合液的pH为7.5±0.5。人工配制氨氮、亚硝氮等营养物质，其中，NO₂ˉ：NH₄ ⁺之摩尔比为1±0.2，两者的浓度从20mg/L逐渐增加到100mg/L。在混匀阶段，采用搅拌器混匀，控制反应器温度在35±1℃，继续充氩气5min脱氧，确保厌氧条件。静置半个小时，气囊平衡外部大气压，采用虹吸出水。

在菌体自溶阶段和活性迟滞阶段结束之后的活性提高阶段投加活性炭，为厌氧氨氧化菌提高附着环境；同时，此时投加活性炭可以减少其他细菌与厌氧氨氧化菌对活性炭附着环境的竞争。

实施实例1：

采用该反应装置富集厌氧氨氧化菌。在普通活性污泥硝化处理阶段，控制温度为35±1℃、pH为7.5±0.5、避光，氨氮溶液的浓度从50mg/L逐渐增加到100mg/L，培养2周之后，进入Anammox富集阶段。控制DO低于0.1mg/L、温度为35±1℃、pH为7.5±0.5、避光，进水NO₂ ^-：NH₄ ⁺之摩尔比为1±0.2，两者的浓度从20mg/L逐渐增加到100mg/L。在活性提高阶段投加活性炭，投加量为2g/L。

结果表明，硝化处理普通活性污泥富集Anammox菌需耗时102天。在启动后的稳定运行过程（153-161d）中，总氮平均负荷为0.44gN·(gVSS·d)^-1，总氮平均去除负荷为0.31gN·(gVSS·d)^-1，平均总氮去除率为71.3%，平均氨氮去除率为74.2%，平均亚硝氮去除率为95.8%。

Claims

1.一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于：采用序批式反应器（SBR）对普通活性污泥进行好氧硝化处理，提高污泥中好氧氨氧化菌（AOB）的数量，然后SBR反应器停止曝气，使反应器进入厌氧阶段，利用AOB中的兼性厌氧菌及其产生的HAO，并在菌体自溶阶段和活性迟滞阶段结束之后的活性提高阶段向反应器内投加活性炭载体，实现厌氧氨氧化菌的富集。

2.如权利1所述的一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，首先采用硝化处理的方式对普通活性污泥进行预处理，此阶段在SBR反应器内通入空气，氨氮浓度梯度增加。

3.如权利1所述的一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，硝化处理后停止通入空气，使反应器进入厌氧阶段，开始厌氧氨氧化菌的富集。

4.如权利1所述的一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，在菌体自溶阶段和活性迟滞阶段结束之后的活性提高阶段向反应器内投加活性炭载体，为厌氧氨氧化菌提供附着环境。

5.如权利1所述的一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，在菌体自溶阶段和活性迟滞阶段结束之后的活性提高阶段，梯度增加氨氮和亚硝氮浓度。

6.如权利1所述的一种从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，采用间歇式运行，一个完整的周期包括进水、混匀、沉淀、出水四个阶段；在进水和出水阶段，通过外接气囊平衡SBR反应器内气压。