CN108949569B - 一种培养厌氧氨氧化菌的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种培养厌氧氨氧化菌的方法，包括以下步骤：S1：序批式反应器中接种一定量的厌氧氨氧化污泥；S2：向序批式反应器供给一定体积的进水，进水中的基质与厌氧氨氧化菌在搅拌条件下进行反应；S3：反应阶段结束后，停止搅拌，沉淀污泥，排出1/4‑1/2体积的上清液至二沉池；S4：重复步骤S2～S3，序批式运行多个反应周期，以培养厌氧氨氧化菌。该方法能够快速培养厌氧氨氧化菌，避免厌氧氨氧化菌生长时受到基质抑制，污泥不易上浮流失。

Description

一种培养厌氧氨氧化菌的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种培养厌氧氨氧化菌的方法。
背景技术
随着人口的增长以及工业的发展，水体富营养化问题日益突出，脱氮已成为污水处理中的重要课题。与传统硝化反硝化工艺相比，基于厌氧氨氧化(ANAMMOX)的脱氮工艺理论上能节约62.5％的氧气量，无需碳源，并且产生更少的剩余污泥，排放更少的二氧化碳，是一种经济高效的脱氮工艺。
但是，基于厌氧氨氧化的水处理方法的工程化还存在制约因素，实际工程中缺少足够的厌氧氨氧化菌可以接种，原因在于厌氧氨氧化菌培养困难，现有技术中，培养厌氧氨氧化菌所面临的技术问题包括厌氧氨氧化菌生长缓慢、生长时易受基质抑制、污泥容易上浮流失。因此，开发经济有效的厌氧氨氧化菌快速培养技术，对厌氧氨氧化菌在水处理中的工程化应用具有重要意义。
发明内容
为了解决上述培养过程中厌氧氨氧化菌生长缓慢，生长时易受基质抑制，污泥容易流失中的至少一个技术问题，本发明实施例提出了一种培养厌氧氨氧化菌的方法，包括以下步骤：S1：序批式反应器中接种一定量的厌氧氨氧化污泥；S2：向序批式反应器供给一定体积的进水，进水中的基质与厌氧氨氧化菌在搅拌条件下进行反应；S3：反应阶段结束后，停止搅拌，沉淀污泥，排出一定体积的上清液至二沉池；优选排出1/4～1/2体积的上清液至二沉池；S4：重复步骤S2～S3，序批式运行多个反应周期，以培养厌氧氨氧化菌。
进一步，步骤S1中，序批式反应器中还投加一定量的蒙脱石；优选的，以蒙脱石质量/反应阶段主体反应器内进水的体积计，蒙脱石的添加浓度为2mg/L～2000mg/L，优选为500～1500mg/L；更优选为1000mg/L。
进一步，步骤S1中，接种的厌氧氨氧化污泥浓度为0.1～10gVSS/L，优选为2～8gVSS/L，更优选为5gVSS/L。
进一步，所述进水自进水容器供给至序批式反应器，所述进水在进水容器内经下述预处理步骤：在搅拌条件下，对进水进行曝气处理；优选的，所述反应的反应温度由恒温装置保持恒定。
进一步，所述方法包括两个阶段：第一阶段，保持水力停留时间在第一水力停留时间，反应在进水中NH4 +-N和NO2 --N分别为第一浓度的条件下起始，提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度使得多个反应周期后，进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别达到第二浓度；第二阶段，保持进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别在第二浓度，缩短水力停留时间使得多个反应周期后，水力停留时间缩短至第二水力停留时间。
进一步，第一阶段，保持所述第一水力停留时间在24～48h范围内，以氮元素质量/溶液体积计，反应在进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别在30～80mg/L范围内起始，提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度使得多个反应周期后，进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别达到200～250mg/L范围内；第二阶段，保持进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别在200～250mg/L范围内，缩短水力停留时间使得多个反应周期后，水力停留时间缩短至4～8h。
进一步，所述进水中NH4 +-N和NO2 --N浓度每次提高的浓度分别在15～30mg/L范围内，优选的，反应器运行过程中，当厌氧氨氧化菌活性受到抑制时，将进水中NH4 +-N与NO2 --N的浓度均分别降低到30～80mg/L范围内，待厌氧氨氧化菌活性恢复，再逐步提高进水中NH4 +-N与NO2 --N的浓度。
进一步，所述方法还包括一次或多次排泥步骤：当序批式反应器内进水中NH4 +-N与NO2 --N的浓度分别达到200～250mg/L范围内，且水力停留时间达到第二水力停留时间，反应阶段结束后，自序批式反应器排出一定量污泥。
进一步，通过排出污泥，保持序批式反应器内的污泥浓度为5～10gVSS/L，优选为7gVSS/L；优选的，所述排泥步骤为：在搅拌条件下，排出1/15～1/30体积菌液，更优选排出1/20体积菌液。
进一步，当反应混合物中NO2 --N的浓度大于10mg/L或排出液沉降后的污泥体积少于菌液体积的2％时，暂停排泥步骤。
本发明实施例的有益效果：本发明实施例提出的培养厌氧氨氧化菌的方法，能够快速培养厌氧氨氧化菌，避免厌氧氨氧化菌生长时受到基质抑制，污泥不易上浮流失。
附图说明
图1是本发明实施例提出的培养厌氧氨氧化菌的装置示意图。
图2是本发明实施例1总排泥量-时间关系图。
图3是本发明实施例1的污泥粒径-时间关系图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照说明书附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于说明书附图和以下实施例。
<培养厌氧氨氧化菌的装置>
本发明实施例提出了一种培养厌氧氨氧化菌的装置，参照图1所示，该装置包括进水容器1、序批式反应器(SBR)2和二沉池3，序批式反应器2与进水容器1连通，二沉池3与序批式反应器1连通。进水可由进水泵自进水容器1供给至序批式反应器2，反应阶段结束后，开启设置于序批式反应器2与二沉池之间的电磁阀，将序批式反应器2内的液体排出至二沉池3内。
进水容器1为可密闭装置，用于盛放待进入序批式反应器2的进水。进水容器1下部设有出水口，与序批式反应器2连通；进水容器1设有第一搅拌装置11，用于对进水进行搅拌，例如，在进水容器1顶部设置电机，电机转动轴连接搅拌器。进水容器1还设有第一曝气装置12，用于除去进水中的溶解氧，例如，第一曝气装置12向进水通入一定量、一定比例的N2和CO2对进水进行曝气处理。进水容器1上还设置有第一出气孔13和第一气压缓冲装置14，第一气压缓冲装置14经第一出气孔13与进水容器1连通；第一气压缓冲装置14例如可以是气袋。第一气压缓冲装置14与进水容器1之间气体连通，当进水容器1内液位变化时，第一气压缓冲装置14能够密闭地调节进水容器1内的气压，既能够保证进水容器1处于密闭状态，防止氧气进入，又能够保证进水容器1顺畅出水。
序批式反应器2为可密闭装置，用作培养厌氧氨氧化菌的反应容器，下部设有进水口，并在侧壁的不同高度上，自下而上设置有排泥口21、取样口22和出水口23，出水口23与二沉池3的进水口连通。序批式反应器2还设有第二搅拌装置24，用于对进水进行搅拌，例如，在序批式反应器2顶部设置电机，电机转动轴连接搅拌器。序批式反应器2还设有第二曝气装置25，用于除去进水中的溶解氧，例如，第二曝气装置25向进水通入一定量、一定比例的N2和CO2对进水进行曝气处理。序批式反应器2还设有第二出气孔26和第二气压缓冲装置27，第二气压缓冲装置27经第二出气孔26与序批式反应器2连通；第二气压缓冲装置27例如可以是气袋。第二气压缓冲装置27与序批式反应器2之间气体连通，当序批式反应器2内液位变化时，第二气压缓冲装置27能够密闭地调节序批式反应器2内的气压，既能够保证序批式反应器2处于密闭状态，防止氧气进入，又能够保证序批式反应器2顺畅进出水。
进一步，所述培养厌氧氨氧化菌的装置还包括恒温装置28，用于保持序批式反应器2内的温度；恒温装置优选为水浴系统，水浴系统包括加热装置和水浴夹套281，加热装置用于对水加热，水浴夹套281设置于序批式反应器外壁，用于容纳对序批式反应器2加热的水；优选的，水浴系统还包括水浴锅282和循环装置283，水浴锅282与水浴夹套281为经循环管路284连通的各自独立的装置，加热装置用于加热水浴锅内的水；水浴夹套281设有进水口和出水口，循环装置283用于使水经循环管路284在水浴锅282和水浴夹套281之间循环。利用恒温装置保持序批式反应器2内的反应温度恒定，可以使厌氧氨氧化菌在较佳的温度下生长。
序批式反应器2为不锈钢制成圆柱形容器，高径比(即反应器主体的高度与直径的比例)优选为2∶1～5∶1，更优选为3∶1；在序批式反应器2的侧壁上适合的位置还设有观察窗，以观察反应器内污泥的状态和搅拌情况。
二沉池3为开放式装置，用于二次沉淀污泥。二沉池设有进水口、出水口和排泥口；运行时，二沉池溢流出水，二沉池的有效容积根据实际需要设定，例如，大致为序批式反应器容积的一半。设置二沉池能够有效地收集自反应器流失的污泥，例如：反应器启动过程中沉降性能不佳时流失的污泥；反应器运行过程中产生二氧化碳气体使厌氧氨氧化颗粒形成中空结构导致颗粒上浮从而流失的污泥；反应器控制系统发生故障而导致流失的污泥。
进一步，培养厌氧氨氧化菌的装置还包括控制系统，所述控制系统包括处理器，以及如下控制部中的一个或多个：进水容器1的搅拌控制部、曝气控制部；序批式反应器2的进水控制部、出水控制部、搅拌控制部、加热控制部、曝气控制部。控制部由处理器控制，这使得培养装置能够根据预设条件运行，例如可以定时控制培养装置的运行和/或通过设置各类传感器，例如液位传感器、溶解氧传感器、pH传感器、氨氮传感器、硝氮传感器、温度传感器，根据传感器反馈控制培养装置的运行。该控制系统包括多个控制部时，各控制部既可以分别独立地被单独的处理器控制，也可以由一个集成的处理器控制，还可以是其中部分控制部由一个或多个集成的处理器控制而另一部分控制部分别独立地被单独的处理器控制。
以下对该培养厌氧氨氧化菌的装置的运行过程作出说明：进水储存于进水容器1内，在搅拌条件下，进行曝气预处理，使进水溶解氧的浓度满足反应要求；向序批式反应器2内投加一定量蒙脱石，接种一定量污泥，开启进水泵，在搅拌条件下，在一定时间段内，自进水容器1向序批式反应器2内供给进水，至一定量后，停止供给，在搅拌条件下，进水中的基质(NH4 +-N和NO2 --N)与厌氧氨氧化菌菌反应，反应结束时，即，当反应混合物中NH4 +-N和/或NO2 --N的浓度达到预设浓度时，例如，其中一种或两种离子已经消耗完毕或浓度过低使反应效率大大降低，停止搅拌，沉淀污泥，排出上清液至二沉池，重复上述步骤，序批式运行多个反应周期，以培养厌氧氨氧化菌。当序批式反应器2内的溶解氧的浓度超过预设浓度时，开启曝气装置，进行曝气处理。每个反应周期包括供给进水、反应、沉淀、排水四个阶段，不同周期的进水中基质浓度可以不同，反应时间也可以不同，但每个周期都由四个阶段组成。
本发明实施例的培养厌氧氨氧化菌的装置组成简单，可供序批式培养厌氧氨氧化菌使用；设置气压缓冲装置能够保持进水容器、序批式反应器进出水顺畅稳定，气路设计简单高效；采用恒温装置可以保持反应温度恒定，既能够使反应保持在较佳的温度条件下进行，又能够避免局部高温对厌氧氨氧化菌的损害；通过设置控制装置能够实现装置自动运行。
<培养厌氧氨氧化菌的方法>
本发明实施例还提出一种培养厌氧氨氧化菌的方法，本领域技术人员知晓，该方法可以基于上述装置实现，但并不依赖于上述装置，凡能够实现序批式运行的培养厌氧氨氧化菌的装置均可以实现本发明实施例的培养方法，所述培养方法包括以下步骤：
S1：序批式反应器中接种一定量的厌氧氨氧化污泥；
S2：向序批式反应器供给一定体积的进水，进水中的基质与厌氧氨氧化菌在搅拌条件下进行反应；
S3：反应阶段结束后，停止搅拌，沉淀污泥，排出上清液至二沉池；
S4：重复步骤S2～S3，序批式运行多个反应周期，以培养厌氧氨氧化菌。
本发明实施例的进水例如可以为厌氧氨氧化模拟废水，包括作为基质的铵氮氮源和亚硝氮氮源，还包括碳源、磷源、其他组分以及厌氧氨氧化菌生长所需的微量元素，例如，作为一个示例，模拟废水包括如下组分：
基质：(NH4)2SO4、NaNO2；
碳源：NaHCO3；
磷源：KH2PO4；
其他废水组分：CaCl2、MgSO4、FeSO4、EDTA-2Na；
微量元素组分：ZnSO4、CuSO4、MnSO4、(NH4)6Mo7O24、CoCl2、H2BO3。
厌氧氨氧化模拟废水的一般组成和配制方法为本领域技术人员所知晓，其组成也不尽相同，不必赘述。其中的基质铵氮氮源和亚硝氮氮源为厌氧氨氧化反应的主要反应物，本发明的改进实质包括多个方面，涉及运行参数中基质浓度(NH4 +-N和NO2 --N的浓度)的改进方面，将在后文进行详细说明，本发明的本质不在于模拟废水的配比，本领域通常的厌氧氨氧化模拟废水应用于本发明时，在本发明的改进实质的多个方面中的至少一个方面可获得相应的技术效果。
该培养方法采取序批式运行的方案，即每个反应周期包括供给进水、反应、沉淀、排水四个阶段，不同周期的进水中基质浓度可以不同，反应时间也可以不同，但每个周期都由四个阶段组成，其过程为：向反应器供给一定量进水后，停止供给，搅拌条件下保持反应进行，基质浓度降低到预设浓度时，停止搅拌，静置沉淀污泥，之后排出一定量上清液至二沉池，例如每次排出总体积的1/4-1/2的上清液，一个反应周期结束，再次供给进水，开始下一个反应周期。这种序批式培养厌氧氨氧化菌的方法，能够有效减少厌氧氨氧化污泥流失。
术语“反应阶段结束”是指反应混合物中NH4 +-N和/或NO2 --N的浓度达到预设浓度。例如，可以设定其中一种或两种离子已经消耗完毕或浓度低至某一阈值使反应效率大大降低，均可视为反应阶段结束，此时，即可停止搅拌，沉淀污泥，排出上清液至二沉池。
优选的，序批式反应器中还投加一定量的蒙脱石。以蒙脱石质量/反应阶段主体反应器内进水的体积计，蒙脱石添加浓度为2mg/L～2000mg/L，优选浓度为500～1500mg/L，更优选浓度为1000mg/L；接种的厌氧氨氧化污泥浓度为0.1～10gVSS/L，更优选浓度为2～8gVSS/L，最优选浓度为5g VSS/L。
当序批式反应器中菌液的溶解氧浓度超过预设浓度时，进行曝气处理，除溶解氧。例如，曝气装置向反应器内通入一定量、一定比例的N2和CO2，使溶解氧浓度在预设浓度以下，优选溶解氧浓度小于0.3mg/L。
优选的，所述进水自进水容器供给至序批式反应器，进水在进水容器内经预处理步骤：在搅拌条件下，对进水进行曝气处理，例如，曝气装置向反应器内通入一定量、一定比例的N2和CO2，使进水中的溶解氧在预设浓度以下，优选溶解氧浓度小于0.3mg/L。
基质与厌氧氨氧化菌反应时，优选序批式反应器中进水的溶解氧小于0.3mg/L，pH＝7.0～8.5，更优选pH＝7.5～8。
基质与厌氧氨氧化菌的反应温度优选在25℃～37℃范围内，更优选为35℃。反应温度由恒温装置保持恒定，例如水浴保持。
所述方法包括两个阶段：第一阶段，保持水力停留时间在第一水力停留时间，反应在进水中NH4 +-N和NO2 --N分别为第一浓度的条件下起始，提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度使得多个反应周期后，进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别达到第二浓度；第二阶段，保持进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别在第二浓度，缩短水力停留时间使得多个反应周期后，水力停留时间缩短至第二水力停留时间。
进一步，所述方法优选包括如下两个阶段，第一阶段，保持第一水力停留时间在24～48h范围内，以氮元素质量/溶液体积计(本发明实施例中NH4 +-N和NO2 --N的浓度均以此计)，反应在进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别在30～80mg/L范围内起始，提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度使得多个反应周期后，进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别达到200～250mg/L范围内；第二阶段，保持进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别在200～
250mg/L范围内，缩短水力停留时间使得多个反应周期后，水力停留时间缩短至4～8h。优选的，水力停留时间每次缩短1/3～1/2。
优选的，当反应混合物中NH4 +-N的浓度小于10mg/L和/或NO2 --N浓度小于3mg/L、一个反应周期结束时，提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度或者缩短水力停留时间。
优选的，进水中NH4 +-N和NO2 --N每次提高的浓度分别在15～30mg/L范围内。
所述方法还包括一次或多次排泥步骤：当序批式反应器内进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度均分别达到200～250mg/L范围内，水力停留时间达到第二水力停留时间，在反应阶段结束时，自序批式反应器排出一定量污泥；优选的，通过排出污泥，保持序批式反应器内的污泥浓度为5～10gVSS/L，优选为7gVSS/L。所述排泥步骤优选为，在搅拌条件下，排出1/15～1/30体积菌液，更优选排出1/20体积菌液。排出液过筛，再将过筛排出液倒入二沉池内沉降，优选的，当排出液中NO2 --N的浓度大于10mg/L或排出液沉降后的污泥体积少于菌液体积的2％时，暂停排泥步骤。
排出的污泥置于瓶中，再用NaNO3溶液保存。例如，将150mL的污泥置于500mL PVC瓶中，再用80～100mg/L(以氮元素质量/溶液体积计)的NO3 --N溶液定容，保存。
优选的，反应器运行过程中，当厌氧氨氧化菌活性受到抑制时，将进水中NH4 +-N与NO2 --N的浓度均分别降低到30～80mg/L范围内，待厌氧氨氧化菌活性恢复，再逐步提高进水中NH4 +-N与NO2 --N的浓度。
需要说明的是，本领域技术人员能够理解，本发明实施例的实质精神在于，培养过程中，以相对较长的水力停留时间和相对较低浓度的NH4 +-N和NO2 --N的进水起始，先逐渐提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度，随后再逐渐缩短水力停留时间。该培养策略大大提高了厌氧氨氧化菌的增殖速率。显然，在每个阶段内，可以包括多个反应周期，在不同的反应周期，所述第一水力停留时间、第二水力停留时间可以是固定值，也可以在一定范围内根据实际情况调节，其总体趋势是逐渐缩短，即第一水力停留时间长于第二水力停留时间；同样的，在每个反应阶段，在不同的反应周期，所述第二浓度可以是固定值，也可以在一定范围内根据实际情况调节，术语“提高”、“缩短”并不意味着必须线性提高、线性缩短，没有反复，只要其总体趋势是提高、缩短即可，即第一浓度小于第二浓度；进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度可以相同也可以不同，其浓度可以根据反应的计量关系在一定范围内调节，也就是说，上文中尽管将NH4 +-N和NO2 --N的浓度合并描述，对两种成分使用了相同术语“第一浓度”、“第二浓度”，但这仅是为了行文方便，并不意味着二者浓度必须相同，并且，保持二者的浓度在某一范围内，并不意味着在不同的反应周期均必须保持在某一个固定值，而是允许在不同的反应周期之间，在其范围内有所波动。
本发明实施例的培养厌氧氨氧化菌的方法采用间歇运行的序批式培养方法，能够有效减少厌氧氨氧化污泥流失；利用蒙脱石吸附氨氮的能力，使游离态厌氧氨氧化菌与蒙脱石结合，以蒙脱石为核长成污泥颗粒或者形成被蒙脱石包裹的污泥颗粒，从而增强了污泥的沉降性能，减少了污泥流失；在搅拌条件下运行，基质与厌氧氨氧化菌充分接触，能够保证高效的传质效率，提高了反应速率；采用两阶段反应法，以相对较长的水力停留时间和相对较低的浓度NH4 +-N和NO2 --N的进水起始，先逐渐提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度，随后再逐渐缩短水力停留时间，大大提高了厌氧氨氧化菌的增殖速率；采用低浓度(进水基质的浓度最高不超过250mg/L)短水力停留时间(水力停留时间最低至4～8h)的策略运行反应器，既能确保总氮负荷又能避免高浓度亚硝氮对厌氧氨氧化菌的抑制作用；通过适时排泥，能够保持厌氧氨氧化菌的反应活性，避免厌氧氨氧化菌在污泥活性高时处于饥饿状态，促进厌氧氨氧化菌不断增殖；并且，本发明实施例还进一步优化了各项参数，获得了优异的技术效果，厌氧氨氧化菌增殖快速，污泥颗粒的粒径较大，泥水分离效果好，污泥不易流失。
为使本发明更加清楚明白，还进一步通过以下优选实施例对本发明作进一步说明，应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。在这些优选实施例中，各种特征一起组合在单个的实施例中，以简化本公开。不应将这种公开方法解释为所要求保护的主题的技术方案需要清楚地在每个权利要求中记载所有特征。
实施例1
通过曝气装置向进水容器通入适量的、一定比例的N2和CO2对进水进行预处理，使进水pH＝7.5，溶解氧DO＝0；向容积为200L的序批式反应器投加蒙脱石200g，接种厌氧氨氧化污泥10g；在搅拌条件下，通过泵自进水容器以一定的速度将经预处理过的进水注入序批式反应器内，水浴加热序批式反应器，使反应温度保持在37℃；进水中的NH4 +和NO2 -与厌氧氨氧化菌进行反应，当反应器内溶解氧大于0.2mg/L时，开启反应器内的曝气装置，向反应器内通入体积比为95∶5的N2和CO2，进行曝气处理；当反应器中进水的氨氮和亚硝氮NH4 +和/或NO2 -达到预设浓度时，反应阶段结束，停止搅拌，待厌氧氨氧化污泥沉淀到序批式反应器下部，开启反应器和二沉池之间的电磁阀，将上清液排出至二沉池，二沉池溢流出水，一个反应周期结束，重复上述反应周期。
上述进程具体设置如下：第一阶段，反应周期起始时，进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度均为50mg/L，保持水力停留时间为48h，随着反应的进行，在反应混合物中NH4 +-N的浓度小于10mg/L，NO2 --N的浓度为0mg/L时，逐渐提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度，每次分别提高15mg/L，直至进水NH4 +和NO2 -的浓度达到200mg/L；第二阶段，保持进水中NH4 +-N和NO2 --N浓度为200mg/L，逐渐缩短水力停留时间至6h。
当进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度为200mg/L，反应混合物中NO2 --N的浓度为0mg/L，且水力停留时间＝6h时，在反应阶段结束时，在搅拌条件下，排出1/20体积的菌液，排出液过150μm筛，再将过筛菌液倒入二沉池内沉降。间隔8个水力停留时间后，若反应器运行正常，继续按照上述方式排泥，直至排出液中NO2 --N的浓度大于10mg/L或排出液沉降后的菌量体积少于菌液体积的2％。
排出的污泥置于500mL PVC塑料瓶，每瓶盛放菌量不多于150mL，再用80mg/LNO3 --N溶液(NaNO3配制)定容至500mL，保存备用。
依照本实施例1的方法，运行六个月，总氮脱除率稳定在85％。厌氧氨氧化菌总生物量从5gVSS迅速增殖到500gVSS(如图2所示)。厌氧氨氧化污泥在反应器运行一个月之后颜色由黄变红。污泥颗粒的粒度由250μm增大到750μm，沉降性能优异(如图3所示)。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种间歇运行的序批式培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：序批式反应器中接种一定量的厌氧氨氧化污泥；
S2：向序批式反应器供给一定体积的进水后停止进水，进水中的基质与厌氧氨氧化菌在搅拌条件下进行反应；
S3：反应阶段结束后，停止搅拌，沉淀污泥，排出一定体积的上清液至二沉池；
S4：重复步骤S2～S3，序批式运行多个反应周期，以培养厌氧氨氧化菌；
所述方法包括两个阶段：第一阶段，保持水力停留时间在第一水力停留时间，反应在进水中NH4 +-N和NO2 --N分别为第一浓度的条件下起始，提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度使得多个反应周期后，进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别达到第二浓度；第二阶段，保持进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别在第二浓度，缩短水力停留时间使得多个反应周期后，水力停留时间缩短至第二水力停留时间；
第一阶段，保持所述第一水力停留时间在24～48h范围内，以氮元素质量/溶液体积计，反应在进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别在30～80mg/L范围内起始，提高进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度使得多个反应周期后，进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别达到200～250mg/L范围内；第二阶段，保持进水中NH4 +-N和NO2 --N的浓度分别在200～250mg/L范围内，缩短水力停留时间使得多个反应周期后，水力停留时间缩短至4～8h。
2.如权利要求1所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，步骤S1中，序批式反应器中还投加一定量的蒙脱石。
3.如权利要求2所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，以蒙脱石质量/反应阶段主体反应器内进水的体积计，蒙脱石的添加浓度为2mg/L～2000mg/L。
4.如权利要求3所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，蒙脱石的添加浓度为500～1500mg/L。
5.如权利要求4所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，蒙脱石的添加浓度为1000mg/L。
6.如权利要求1所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，步骤S1中，接种的厌氧氨氧化污泥浓度为0.1～10gVSS/L。
7.如权利要求6所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，接种的厌氧氨氧化污泥浓度为2～8gVSS/L。
8.如权利要求7所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，接种的厌氧氨氧化污泥浓度为5gVSS/L。
9.如权利要求1所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，步骤S3中，排出1/4～1/2体积的上清液至二沉池。
10.如权利要求1所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，所述进水自进水容器供给至序批式反应器，所述进水在进水容器内经下述预处理步骤：在搅拌条件下，对进水进行曝气处理。
11.如权利要求1所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，所述反应的反应温度由恒温装置保持恒定。
12.如权利要求1所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，所述进水中NH4 +-N和NO2 --N每次提高的浓度分别在15～30mg/L范围内。
13.如权利要求12所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，反应器运行过程中，当厌氧氨氧化菌活性受到抑制时，将进水中NH4 +-N-与NO2 --N的浓度均分别降低到30～80mg/L范围内，待厌氧氨氧化菌活性恢复，再逐步提高进水中NH4 +-N与NO2 --N的浓度。
14.如权利要求1所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，所述方法还包括一次或多次排泥步骤：当序批式反应器内进水中NH4 +-N与NO2 --N的浓度分别达到200～250mg/L范围内，且水力停留时间达到第二水力停留时间，反应阶段结束后，自序批式反应器排出一定量污泥。
15.如权利要求14所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，通过排出污泥，保持序批式反应器内的污泥浓度为5～10gVSS/L。
16.如权利要求15所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，保持序批式反应器内的污泥浓度为7gVSS/L。
17.如权利要求15所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，所述排泥步骤为：在搅拌条件下，排出1/15～1/30体积菌液。
18.如权利要求17所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，排出1/20体积菌液。
19.如权利要求14所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，当反应混合物中NO2 --N的浓度大于10mg/L或排出液沉降后的污泥体积少于菌液体积的2％时，暂停排泥步骤。
20.如权利要求1所述的培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于，第二阶段中，水力停留时间每次缩短1/3～1/2。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110117558B (zh) * 2019-04-15 2020-10-30 杭州师范大学 一种培养同步脱氮除硫混合菌群的方法
CN111269837B (zh) * 2020-03-11 2022-04-05 天津创业环保集团股份有限公司 序批式厌氧氨氧化菌培养方法和装置
CN111925913A (zh) * 2020-08-28 2020-11-13 桂林理工大学 一种培养厌氧氨氧化菌的方法
CN114249420B (zh) * 2021-12-22 2023-06-06 湖南军信环保股份有限公司 厌氧氨氧化启动、培养与运行的方法及系统
CN116282518A (zh) * 2023-02-09 2023-06-23 中冶节能环保有限责任公司 一种使用转炉钢渣填料富集厌氧氨氧化菌的方法与装置
CN115851427B (zh) * 2023-02-21 2023-07-18 北京林业大学 一种培养生长有超高电导率生物纳米导线的地杆菌的装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102515348A (zh) * 2011-12-14 2012-06-27 杭州师范大学 一种高效厌氧氨氧化反应器的运行方法
CN103435166A (zh) * 2013-09-03 2013-12-11 北京工业大学 序批式反应器快速提高氨氧化菌富集速率和程度的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102515348A (zh) * 2011-12-14 2012-06-27 杭州师范大学 一种高效厌氧氨氧化反应器的运行方法
CN103435166A (zh) * 2013-09-03 2013-12-11 北京工业大学 序批式反应器快速提高氨氧化菌富集速率和程度的方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Strategies for Successful ANAMMOX Enrichment at Laboratory Scale;Sinan Uyanik等;《CLEAN - Soil Air Water》;20110731;第39卷(第7期);653-657 *
利用蒙脱石吸附氧化处理微污染水源水;郭一飞等;《水处理技术》;20080410(第04期);56-60 *
厌氧序批式反应器培养厌氧氨氧化污泥;胡勇有 等;《华南理工大学学报（自然科学版）》;20051031;第33卷(第10期);第1节和第2.1节、第95页右栏第1段 *
厌氧序批式活性污泥工艺的研究及进展;倪国 等;《环境科学动态》;20031231;第3.6节 *

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