CN111286467A - 一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法 - Google Patents

一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法 Download PDF

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CN111286467A CN201811493251.2A CN201811493251A CN111286467A CN 111286467 A CN111286467 A CN 111286467A CN 201811493251 A CN201811493251 A CN 201811493251A CN 111286467 A CN111286467 A CN 111286467A
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Abstract

一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,属于水处理技术领域。以含有厌氧氨氧化菌的活性污泥为接种污泥,通过基于反应速率调节流加速率的方法实现厌氧氨氧化菌的富集培养。本发明所获得的厌氧氨氧化菌在总细菌中占有数量优势,可以实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率。

Description

一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法
技术领域
本发明属于水处理领域,特别涉及一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法。
背景技术
传统污水生物处理工艺以硝化-反硝化实现生物脱氮,需消耗大量能源供给曝气,致使运行费用偏高;城市污水碳氮比(C/N)普遍较低,碳源缺乏成为反硝化的限制因素,需要额外投加碳源以保证脱氮效果因而增加处理费用。国内外现状普遍显示能耗问题已成为整个污水处理领域进一步发展的瓶颈。
厌氧氨氧化(ANAMMOX)技术具有耗氧量少、污泥产量低、无需外加有机碳源和无二次污染等优势,降低水处理能耗和费用,具有广阔的发展前景和实际应用价值。厌氧氨氧化菌(AnAOB)在厌氧条件下以NO2 -为电子受体,将NH4 +直接氧化为N2,此过程是自养反应,该过程无需氧气和有机碳源、污泥产量低,因而随着在生物反应器发现厌氧氨氧化作用到工程应用,该技术逐渐成为未来生物脱氮的重要应用形式。然而厌氧氨氧化菌生长缓慢(35℃时,倍增时间约10~12天)、细胞产率极低、厌氧氨氧化菌细胞密度达到1010个/mL以上时才能显现活性。污水处理系统活性污泥中功能菌浓度和活性与反应速率成正比,直接影响污水处理效果,因此实现高密度厌氧氨氧化菌富集成为工程应用的前提,对于厌氧氨氧化技术的推广具有重要意义。
有研究表明厌氧氨氧化菌生长最适温度为30~35℃,最适pH范围为7.5~8.3,氧和有机物等的存在会对其生长产生不利影响,因此通常采用不添加有机物的人工配水进行厌氧氨氧化菌富集培养,已证实培养物可应用于实际污水处理系统。NH4 +-N和NO2 --N是厌氧氨氧化反应的底物,NH4 +-N和NO2 --N理论比为1∶1.32,浓度过高会对反应造成抑制,NO2 --N抑制作用相对较强。研究表明NH4 +-N浓度低于500mg/L,不会造成抑制影响;而NO2 --N浓度达到400mg/L,即会抑制50%的厌氧氨氧化活性;生成物NO3 --N浓度高于500mg/L,也会产生抑制影响。另有研究认为游离氨(FA)是抑制产生的主要原因,FA浓度达到13~90mg/L时,对厌氧氨氧化反应产生抑制。
针对上述问题,开发出一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,可以获得在总细菌中占有数量优势的厌氧氨氧化菌,同时实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率,为进行工业化厌氧氨氧化菌富集培养提供指导,在水处理生物脱氮领域具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于开发出一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,利用该方法富集培养的厌氧氨氧化菌,应用于水处理生物脱氮领域,可以实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率,厌氧氨氧化菌在总细菌中占有数量优势,自养厌氧氨氧化途径节省碳源和曝气能耗等实际应用价值。为了实现上述状态,本发明采用了以下技术方案。
一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于:富集培养后厌氧氨氧化菌在总细菌中占有数量优势并且可以实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率。
一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法的技术方案如下:
1、一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,具体实施步骤如下:
以含有厌氧氨氧化菌的活性污泥为接种污泥,采用基于反应速率调节流加速率的运行方法,进行进水、反应、污泥沉淀、排水的间歇式运行模式;具体实施步骤如下:
1)基于反应速率调节流加速率的运行方法是每个周期氨氮投加分为两种方式,即进水时先投加氨氮或利用前一周期剩余氨氮,并投加自来水和基础培养液提供HCO3 -,开启温度控制、pH、搅拌装置,消耗加培养液带入的溶解氧;
2)反应开始时再通过流加方式向反应器中连续补充氨氮和亚硝酸盐,反应开始时反应体系内初始NH4 +-N、NO2 --N浓度记为[NH4 +-N]0、[NO2 --N]0
3)底物(氨氮和亚硝酸盐)流加即配制底物流加液于一储备器中、在每个间歇式运行周期通过进液泵连续不断地滴加供应于反应器内,即随着氨氮和亚硝酸盐进行厌氧氨氧化反应,连续不断地补充氨氮和亚硝酸盐;
4)第n个周期的氨氮去除速率记为ARRn,第n个周期反应体系中的氨氮流加速率[NH4 +-N]add根据前一周期氨氮去除速率ARRn-1进行调整,第n个周期流加液[NO2 --N]/[NH4 +-N]浓度比根据前一周期实际反应[NO2 --N]/[NH4 +-N]浓度比按照1.2~1.7进行调整;
5)基于反应速率调节流加速率的运行方法的氨氮去除速率和亚硝酸盐去除速率计算如下:
Figure BSA0000175408200000031
式中R:每个周期C反应速率,mg/(L·h);
[C]0:每个周期初始C浓度,mg/L;
[C]add:每个周期C流加速率至反应液,mg/(L·h);
[C]end:每个周期反应结束C浓度,mg/L;
t:每个周期C流加时间也即反应时间,h。
注:此公式可通用于计算各种反应底物的基于反应速率调节流加速率的底物反应速率,C为具体反应底物,公式中各参数与结果图中各参数对应;
本发明具体为:C=NH4 +-N或NO2 --N
Figure BSA0000175408200000032
式中ARR:每个周期氨氮去除速率,mg/(L·h);
[NH4 +-N]0:每个周期初始NH4 +-N浓度,mg/L;
[NH4 +-N]add:每个周期氨氮流加速率至反应液,mg/(L·h);
[NH4 +-N]end:每个周期反应结束NH4 +-N浓度,mg/L;
t:每个周期氨氮流加时间也即反应时间,h。
Figure BSA0000175408200000033
式中NIRR:每个周期亚硝酸盐去除速率,mg/(L·h);
[NO2 --N]0:每个周期初始NO2 --N浓度,mg/L;
[NO2 --N]add:每个周期亚硝酸盐流加速率至反应液,mg/(L·h);
[NO2 --N]end:每个周期反应结束NO2 --N浓度,mg/L;
t:每个周期亚硝酸盐流加时间也即反应时间,h。
6)基于反应速率调节流加速率的运行方法的各周期[NO2 --N]反应/[NH4 +-N]反应计算如下:
Figure BSA0000175408200000041
式中[NO2 --N]反应/[NH4 +-N]反应:每个周期实际反应[NO2 --N]/[NH4 +-N]浓度比。
7)根据基于反应速率调节流加速率的运行方法,反应周期开始和结束时取样进行分析以考察各周期的总氮去除速率,根据ARR和NIRR以及NO3 --N生成量计算总氮去除速率:
Figure BSA0000175408200000042
式中TNRR:每个周期总氮去除速率,mg/(L·h);
ARR:每个周期氨氮去除速率,mg/(L·h);
NIRR:每个周期亚硝酸盐去除速率,mg/(L·h);
[NO3 --N]production:每个周期NO3 --N生成量,mg/L;
t:每个周期氨氮和亚硝酸盐流加时间也即反应时间,h。
8)基于反应速率调节流加速率的运行方法的每个周期所用底物的总质量根据以下公式计算:
Figure BSA0000175408200000043
式中m:每个周期所用可提供C的物质的总质量,g;
[C]add:每个周期C流加速率至反应液,mg/(L·h);
t:每个周期C流加时间也即反应时间,h;
V:反应液体积,L;
S:[C]基准值,可提供C的物质的质量(g),该质量的物质可以为1L反应液提供C浓度为100mg/L;
注:此公式可通用于计算各种反应底物的基于反应速率调节流加速率的底物流加液配制,C为具体反应底物,其中计算基准值S视具体反应底物而定,公式中各参数与结果图中各参数对应;
本发明具体为:C=NH4 +-N或NO2 --N
Figure BSA0000175408200000051
式中m1:每个周期所用NH4Cl的总质量,g;
[NH4 +-N]add:每个周期氨氮流加速率至反应液,mg/(L·h);
t:每个周期氨氮流加时间也即反应时间,h;
V:反应液体积,L;
S1:[NH4 +-N]基准值:NH4Cl(g)为1L反应液提供NH4 +-N浓度,取100mg/L,计算方法
Figure BSA0000175408200000052
本发明取0.382,即0.382gNH4Cl对应1L反应液的NH4 +-N浓度100mg/L;
Figure BSA0000175408200000053
式中m2:每个周期所用NaNO2的总质量,g;
[NO2 --N]add:每个周期亚硝酸盐流加速率至反应液,mg/(L·h);
t:每个周期亚硝酸盐流加时间也即反应时间,h:
V:反应液体积,L;
S2:[NO2 --N]基准值:NaNO2(g)为1L反应液提供NO2 --N浓度,取100mg/L,计算方法
Figure BSA0000175408200000054
本发明取0.493,即0.493gNaNO2对应1L反应液的NO2 --N浓度100mg/L。
9)反应结束,关闭温度控制、pH、搅拌、进液泵装置,进行污泥沉淀,排水至液位低于反应液体积,为下一周期进水留空间;
10)通过运行周期数确定最终需要的活性污泥氨氮和亚硝酸盐去除速率,以及总氮去除速率,结束厌氧氨氧化细菌富集培养。
2、所述的基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,进水后反应体系内存在NH4 +-N,用于在反应周期开始前消耗加培养液带入的溶解氧;
3、所述的一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,不同周期加入底物流加液的体积速率相同(所有周期的体积速率相同),可通过改变储备器中底物流加液的浓度(每个周期内的浓度相同),从而改变底物流加速率[NH4 +-N]add和[NO2 --N]add
4、所述的一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,每个周期厌氧氨氧化反应消耗H+,反应液pH升高,反应期间设置加酸装置,根据设定pH值自动调节pH,加酸装置中添加的物质为HCl溶液,即可实现调节pH;
5、所述的一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,每个周期反应温度15~40℃、pH6.5~9.0;
6、所述的一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,应用于水处理生物脱氮领域。
将富集培养的厌氧氨氧化菌应用于水处理生物脱氮领域。
本发明所述的一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法的有益效果主要体现在:
1.基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法可以持续供应厌氧氨氧化反应所需的反应底物氨氮和亚硝酸盐;
2.基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,通过控制底物(氨氮和亚硝酸盐)流加速率和实际反应速率的关系以及间歇运行周期时间,可以控制反应体系NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N浓度以防止抑制厌氧氨氧化菌活性;
3.采用此方法富集培养的厌氧氨氧化菌为主要功能微生物可以实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率;
4.采用此方法富集培养的厌氧氨氧化菌在总细菌中占有数量优势;
5.本方法可以用于指导工业化厌氧氨氧化菌富集培养,获得的菌种可用于生物填料挂膜、细胞固定化菌源、生物添加或制作菌剂添加至污水处理系统,以提高污水处理的以厌氧氨氧化途径的总氮去除速率。
附图说明
图1为全自动细菌发酵罐示意图;
图中:1.显示屏 2.搅拌器 3.传热/冷却层 4.pH探头 5.温度探头 6.DO探头 7.取样口 8.NH4Cl和NaNO2流加液储备器 9.NH4Cl和NaNO2进液泵 10.HCl原液储备器 11.HCl进液泵;
图2厌氧氨氧化菌富集培养期间各天每周期初始和反应结束NH4 +-N、NO2 --N和NO3 --N浓度;
图3各周期的NH4 +-N、NO2 --N流加速率和流加液[NO2 --N]/[NH4 +-N],计算得到的相应周期氨氮和亚硝酸盐去除速率、总氮去除速率,以及实际[NO2 --N]反应/[NH4 +-N]反应
图4高通量测序结果(属(Genus)水平):yrd4_1为接种污泥样品,yrd4_2为富集培养第57天污泥样品,yrd4_3为富集培养第108天污泥样品。
具体实施方式
下面结合实施案例对本发明作进一步具体描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例
1.基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法富集培养厌氧氨氧化菌
以污水处理厂A2/O工艺回流污泥为接种污泥(优选具有厌氧氨氧化活性的污泥),以全自动细菌发酵罐为试验装置,有效容积4L,如图1所示。图1中1为显示屏,其上有按键用于调节参数;2为搅拌器;3为传热/冷却层;4为pH电极用于监测反应液pH;5为温度电极用于监测反应液温度;6为DO电极用于监测反应液DO;7为取样口,用于反应开始和结束时取样、周期开始加培养液、周期结束虹吸排出部分上清液至反应液体积小于4L、反应过程中氮气排放;8为NH4Cl和NaNO2流加液储备器,9为NH4Cl和NaNO2进液泵,用于流加液供给;10为HCl原液储备器,11为HCl进液泵,用于调节pH。接种污泥的污泥浓度(MLSS)为10329mg/L。温度25±2℃,pH7.7±0.3,DO0mg/L,搅拌转速50rpm,HCl原液摩尔浓度1mol/L。采用基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法富集培养厌氧氨氧化菌,每周期加入氨氮和亚硝酸钠流加液的体积速率为21mL/h,反应器共运行118天,每天运行1周期(即t1为22h)。已知接种污泥以厌氧氨氧化途径的氨氮去除速率小于0.5mg/(L·h),第一周期氨氮流加速率[NH4 +-N]add采用0.2mg/(L·h)。基础培养液成分及浓度见表1:
每周期开始向反应器内加入自来水和计算好体积(20~50mL KH2PO4;50mLMgSO4·7H2O、CaCl2;30~50mL NaHCO3溶液;FeSO4·7H2O 0.12g;微量元素溶液4mL)的基础培养液至4L(反应液体积V),进水后使得体系中水质指标为:5~30mg/L NH4 +-N,20~40mg/LPO4 3--p,30mg/L MgSO4·7H2O,15mg/L CaCl2,30~50mg/L HCO3 -,30mg/L FeSO4·7H2O和1mL/L微量元素(0.5mg/LZnSO4·7H2O,0.5mg/LMnCl2·4H2O,0.4mg/LCoCl2·6H2O,0.4mg/LCuSO4·5H2O,0.2mg/LNiCl2·6H2O)。
表1基础培养液成分(以下成分不是混合物,是多个单独的溶液)
Figure BSA0000175408200000081
注:KH2PO4为单独的溶液;MgSO4·7H2O、CaCl2为单独的混合溶液;NaHCO3为单独的溶液;微量元素为单独的混合溶液。此四种溶液为由去离子水配制的储备液,可供多个周期使用。NH4Cl根据前一周期剩余情况决定本周期初始时是否加入。
根据图2各周期初始浓度[NH4 +-N]0、[NO2 --N]0,反应结束浓度[NH4 +-N]end、[NO2 --N]end和硝酸盐生成量[NO3 --N]output,采用公式(1-1)、(1-2)和(3)计算各周期的氨氮去除速率ARR、亚硝酸盐去除速率NIRR和总氮去除速率TNRR,考察厌氧氨氧化菌富集培养期间反应器运行效果,结果如图3所示。每个周期后排出部分上清液为下一周期开始时进水留有空间。反应器运行至107天氨氮[NH4 +-N]add和亚硝酸盐流加速率[NO2 --N]add分别采用16mg/(L·h)和22.4mg/(L·h),即流加液[NO2 --N]/[NH4 +-N]=1.4,计算得到ARR、NIRR和TNRR分别为16.28mg/(L·h)、22.43mg/(L·h)和32.46mg/(L·h)。mg/(L·h)厌氧氨氧化菌富集培养后总氮去除速率大幅提高。通过运行周期数确定最终需要的活性污泥以厌氧氨氧化途径的总氮去除速率,结束厌氧氨氧化菌富集培养。此外与接种污泥相比,厌氧氨氧化细菌富集培养后,污泥浓度为7642mg/L,污泥沉降性显著提高,SVI-30min由94mL/g降低至38mL/g。
根据高通量测序结果,在属(Genus)水平上,见图4,检测到第108天时富集培养后具有厌氧氨氧化功能的Candidatus Kuenenia的比例高达17.60%(yrd4_3序号1),显著高于富集培养第57天时的0.82%(yrd4_2序号1),而接种污泥中因其丰度极低。表明在富集培养期间厌氧氨氧化菌得以大量生长,其他细菌逐渐被淘洗出反应器,与反应器的高总氮去除速率(大于30mg/(L·h),以厌氧氨氧化途径脱氮)试验结果相符。
上述实例表明,本基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法可以富集培养厌氧氨氧化菌,实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率。本方法可以用于指导工业化厌氧氨氧化菌富集培养,获得的菌种可用于生物填料挂膜、细胞固定化菌源、生物添加或制作菌剂添加至污水处理系统,应用于水处理生物脱氮领域,具有极其富有经济价值的应用前景。

Claims (6)

1.一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,具体实施步骤如下:
以含有厌氧氨氧化菌的活性污泥为接种污泥,采用基于反应速率调节流加速率的运行方法,进行进水、反应、污泥沉淀、排水的间歇式运行模式;具体实施步骤如下:
1)基于反应速率调节流加速率的运行方法是每个周期氨氮投加分为两种方式,即进水时先投加氨氮或利用前一周期剩余氨氮,并投加自来水和基础培养液提供HCO3 -,开启温度控制、pH、搅拌装置,消耗加培养液带入的溶解氧;
2)反应开始时再通过流加方式向反应器中连续补充氨氮和亚硝酸盐,反应开始时反应体系内初始NH4 +-N、NO2 --N浓度记为[NH4 +-N]0、[NO2 --N]0
3)底物(氨氮和亚硝酸盐)流加即配制底物流加液于一储备器中、在每个间歇式运行周期通过进液泵连续不断地滴加供应于反应器内,即随着氨氮和亚硝酸盐进行厌氧氨氧化反应,连续不断地补充氨氮和亚硝酸盐;
4)第n个周期的氨氮去除速率记为ARRn,第n个周期反应体系中的氨氮流加速率[NH4 +-N]add根据前一周期氨氮去除速率ARRn-1进行调整,第n个周期流加液[NO2 --N]/[NH4 +-N]浓度比根据前一周期实际反应[NO2 --N]/[NH4 +-N]浓度比按照1.2~1.7进行调整;
5)基于反应速率调节流加速率的运行方法的氨氮去除速率和亚硝酸盐去除速率计算如下:
Figure FSA0000175408190000011
式中R:每个周期C反应速率,mg/(L·h);
[C]0:每个周期初始C浓度,mg/L;
[C]add:每个周期C流加速率至反应液,mg/(L·h);
[C]end:每个周期反应结束C浓度,mg/L;
t:每个周期C流加时间也即反应时间,h。
注:此公式可通用于计算各种反应底物的基于反应速率调节流加速率的底物反应速率,C为具体反应底物,公式中各参数与结果图中各参数对应;
本发明具体为:C=NH4 +-N或NO2 --N
Figure FSA0000175408190000012
式中ARR:每个周期氨氮去除速率,mg/(L·h);
[NH4 +-N]0:每个周期初始NH4 +-N浓度,mg/L;
[NH4 +-N]add:每个周期氨氮流加速率至反应液,mg/(L·h);
[NH4 +-N]end:每个周期反应结束NH4 +-N浓度,mg/L;
t:每个周期氨氮流加时间也即反应时间,h。
Figure FSA0000175408190000021
式中NIRR:每个周期亚硝酸盐去除速率,mg/(L·h);
[NO2 --N]0:每个周期初始NO2 --N浓度,mg/L;
[NO2 --N]add:每个周期亚硝酸盐流加速率至反应液,mg/(L·h);
[NO2 --N]end:每个周期反应结束NO2 --N浓度,mg/L;
t:每个周期亚硝酸盐流加时间也即反应时间,h。
6)基于反应速率调节流加速率的运行方法的各周期[NO2 --N]反应/[NH4 +-N]反应计算如下:
Figure FSA0000175408190000022
式中[NO2 --N]反应/[NH4 +-N]反应:每个周期实际反应[NO2 --N]/[NH4 +-N]浓度比。
7)根据基于反应速率调节流加速率的运行方法,反应周期开始和结束时取样进行分析以考察各周期的总氮去除速率,根据ARR和NIRR以及NO3 --N生成量计算总氮去除速率:
Figure FSA0000175408190000023
式中TNRR:每个周期总氮去除速率,mg/(L·h);
ARR:每个周期氨氮去除速率,mg/(L·h);
NIRR:每个周期亚硝酸盐去除速率,mg/(L·h);
[NO3 --N]production:每个周期NO3 --N生成量,mg/L;
t:每个周期氨氮和亚硝酸盐流加时间也即反应时间,h。
8)基于反应速率调节流加速率的运行方法的每个周期所用底物的总质量根据以下公式计算:
Figure FSA0000175408190000024
式中m:每个周期所用可提供C的物质的总质量,g;
[C]add:每个周期C流加速率至反应液,mg/(L·h);
t:每个周期C流加时间也即反应时间,h;
V:反应液体积,L;
S:[C]基准值,可提供C的物质的质量(g),该质量的物质可以为1L反应液提供C浓度为100mg/L;
注:此公式可通用于计算各种反应底物的基于反应速率调节流加速率的底物流加液配制,C为具体反应底物,其中计算基准值S视具体反应底物而定,公式中各参数与结果图中各参数对应;
本发明具体为:C=NH4 +-N或NO2 --N
Figure FSA0000175408190000031
式中m1:每个周期所用NH4Cl的总质量,g;
[NH4 +-N]add:每个周期氨氮流加速率至反应液,mg/(L·h);
t:每个周期氨氮流加时间也即反应时间,b;
V:反应液体积,L;
S1:[NH4 +-N]基准值:NH4Cl(g)为1L反应液提供NH4 +-N浓度,取100mg/L,计算方法
Figure FSA0000175408190000032
本发明取0.382,即0.382gNH4Cl对应1L反应液的NH4 +-N浓度100mg/L;
Figure FSA0000175408190000033
式中m2:每个周期所用NaNO2的总质量,g;
[NO2 --N]add:每个周期亚硝酸盐流加速率至反应液,mg/(L·h);
t:每个周期亚硝酸盐流加时间也即反应时间,h;
V:反应液体积,L;
S1:[NO2 --N]基准值:NaNO2(g)为1L反应液提供NO2 --N浓度,取100mg/L,计算方法
Figure FSA0000175408190000034
本发明取0.493,即0.493gNaNO2对应1L反应液的NO2 --N浓度100mg/L。
9)反应结束,关闭温度控制、pH、搅拌、进液泵装置,进行污泥沉淀,排水至液位低于反应液体积,为下一周期进水留空间;
10)通过运行周期数确定最终需要的活性污泥氨氮和亚硝酸盐去除速率,以及总氮去除速率,结束厌氧氨氧化细菌富集培养。
2.按照权利要求1所述的基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,进水后反应体系内存在NH4 +-N,用于在反应周期开始前消耗加培养液带入的溶解氧。
3.按照权利要求1所述的基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,不同周期加入底物流加液的体积速率相同(所有周期的体积速率相同),可通过改变储备器中底物流加液的浓度(每个周期内的浓度相同),从而改变底物流加速率[NH4 +-N]add和[NO2 --N]add
4.按照权利要求1所述的基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,每个周期厌氧氨氧化反应消耗H+,反应液pH升高,反应期间设置加酸装置,根据设定pH值自动调节pH,加酸装置中添加的物质为HCl溶液,即可实现调节pH。
5.按照权利要求1所述的基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,每个周期反应温度15~40℃、pH6.5~9.0。
6.按照权利要求1所述的基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法,其特征在于,应用于水处理生物脱氮领域。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101205526A (zh) * 2007-12-19 2008-06-25 华南理工大学 上流式厌氧污泥床反应器快速培养厌氧氨氧化菌的方法
WO2012112679A2 (en) * 2011-02-15 2012-08-23 University Of South Florida Method and system for treating wastewater and sludges by optimizing sc02 for anaerobic autotrophic microbes
CN102745810A (zh) * 2012-07-20 2012-10-24 青岛大学 一种废水同步脱氮除碳方法
CN103663687A (zh) * 2013-12-02 2014-03-26 北京工业大学 一种可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌的培养方法
CN107162183A (zh) * 2017-06-02 2017-09-15 天津中冀源环保科技有限公司 厌氧氨氧化菌(Anammox)富集培养的方法
CN108640266A (zh) * 2018-05-29 2018-10-12 合肥市市政设计研究总院有限公司 脱氮除磷耦合处理污水的反应器及其处理污水的方法
CN108892240A (zh) * 2018-07-20 2018-11-27 清华大学 一种底物流加-间歇式运行的短程反硝化细菌富集方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101205526A (zh) * 2007-12-19 2008-06-25 华南理工大学 上流式厌氧污泥床反应器快速培养厌氧氨氧化菌的方法
WO2012112679A2 (en) * 2011-02-15 2012-08-23 University Of South Florida Method and system for treating wastewater and sludges by optimizing sc02 for anaerobic autotrophic microbes
CN102745810A (zh) * 2012-07-20 2012-10-24 青岛大学 一种废水同步脱氮除碳方法
CN103663687A (zh) * 2013-12-02 2014-03-26 北京工业大学 一种可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌的培养方法
CN107162183A (zh) * 2017-06-02 2017-09-15 天津中冀源环保科技有限公司 厌氧氨氧化菌(Anammox)富集培养的方法
CN108640266A (zh) * 2018-05-29 2018-10-12 合肥市市政设计研究总院有限公司 脱氮除磷耦合处理污水的反应器及其处理污水的方法
CN108892240A (zh) * 2018-07-20 2018-11-27 清华大学 一种底物流加-间歇式运行的短程反硝化细菌富集方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
P.DE COCKER ET AL.: "Enrichment and adaptation yield high anammox conversion rates under low temperatures", 《BIORESOURCE TECHNOLOGY》 *
唐崇俭 等: "厌氧氨氧化工艺的基质抑制及其恢复策略", 《应用基础与工程科学学报》 *
岳莉然 等: "《环境生物学教程》", 31 December 2009, 上海交通大学出版社 *
李秀云等: "污水排海口底泥厌氧氨氧化菌的富集培养与脱氮效果", 《集美大学学报》 *
阮晓红等: "淡水水体底泥厌氧氨氧化菌的初步富集培养与氨氧化特性", 《环境科学学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

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