CN106011017B - 一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法 - Google Patents

一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现厌氧氨氧化菌快速增殖的方法，该实现厌氧氨氧化菌快速增殖的方法为：基于厌氧氨氧化菌的最大电子转移能力，结合MBR反应器启动厌氧氨氧化，通过接种以硝化污泥(90％)和厌氧颗粒污泥(10％)的混污泥，逐步缩短污泥停留时间，提高厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖。本发明针对厌氧氨氧化启动时间长，污泥增长率慢的特点，将MBR与厌氧氨氧化结合在一起，接种最佳污泥源，使得这一新型高效脱氮技术能尽快大量运用到实际生产中。

Description

一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法。
背景技术
随着石化、食品和制药等工业的发展,以及人民生活水平的不断提高,工业废水和生活污水中氮化合物的含量急剧上升,氮污染物的去除已是污水处理领域的研究热点之一。传统脱氮技术由硝化与反硝化两部分组成,传统生物脱氮方法处理效果好、处理过程稳定可靠、操作管理较方便、不会造成二次污染。但硝化过程需要大量的能耗；反硝化过程需要一定的有机物，增加了运行费用。
与传统的生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化具有以下独特的优势：(1)反应过程不需要外加有机碳源作为电子供体，节省大约40％运行费用，同时防止了CO2的二次污染；(2)前置反应只需将一半NH4 +-N氧化为NO2 --N，节省供氧量；(3)厌氧氨氧化菌生长缓慢，同时减少了90％污泥产量，节省污泥处理费用。虽然厌氧氨氧化具有如此多的优点，但由于厌氧氨氧化菌倍增时间长，需要严格的厌氧等一些特殊的条件使得其不能快速地投入工程应用。目前国内外许多学者试图通过一些不同的方法探索快速启动及富集高脱氮效能厌氧氨氧化菌的途径，积累了许多可借鉴的经验，研究的热点主要集中在：厌氧氨氧化 反应器接种污泥的选取，选取适合厌氧氨氧化细菌生长特性的反应器。
MBR作为一种新颖的生物反应器，应用前景十分广阔。由于膜的高效截留作用，使得微生物被完全截流在生物反应器内，***内能够维持较高的微生物浓度，非常利于厌氧氨氧化菌的富集与培养。不失为一种启动Anammox的理想反应器。
目前厌氧氨氧化具有启动时间长，污泥增长率慢的问题，很大程度上限制了厌氧氨氧化的实际应用。为更好的促进厌氧氨氧化技术更为广泛地应用到实际过程中，有效快速富集厌氧氨氧化菌尤为重要。
厌氧氨氧化工艺具有高效脱氮、能耗低、污泥产量低等优点，被认为是脱氮领域很有应用前景的一项技术。然而把Anammox技术工程化，仍存在一些急需要解决的技术问题。首先要解决的是Anammox菌的富集问题。作为Anammox技术主体的Anammox菌生长极其缓慢，已经成为该技术推广应用的瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，旨在解决传统脱氮技术中厌氧氨氧化启动时间长，污泥增长率慢，Anammox菌富集、生长极其缓慢的问题。
本发明是这样实现的，一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，该实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法为：
一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，该实现厌氧氨氧化菌的快速增殖 方法为：
在MBR反应器中，接种以硝化污泥和厌氧颗粒污泥的混污泥，通过逐步缩短污泥停留时间，提高厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖。
进一步，该实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法具体为：
MBR接种以硝化污泥和厌氧颗粒污泥的混污泥，启动厌氧氨氧化；
启动过程中，将污泥停留时间逐步从15天逐步缩短到3天，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率；
污泥停留时间为3天时，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖。
进一步，所述实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法前还需进行厌氧氨氧化菌快速增殖分析，所述的分析包括基于厌氧氨氧化菌的最大电子转移能力的分析。
进一步，硝化污泥为90％，厌氧颗粒污泥为10％。
进一步，启动厌氧氨氧化方法为：
在MBR中，接种以硝化污泥和厌氧颗粒污泥的混污泥，采用模拟配水进行培养，控制进水pH为7.5±0.5，经80天完成启动厌氧氨氧化。
进一步，污泥停留时间逐步从15天逐步缩短到3天，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率方法为：控制水力停留时间为1天，污泥停留时间为15天，连续培养60天，测定此时厌氧氨氧化菌最大比增长速率为0.067d-1，逐步缩短到3 天时，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率为0.33d-1，厌氧氨氧化菌增殖速率提高到原来的3倍。
进一步，一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖装置设置有进水筒、蠕动泵、反应器、膜装置、搅拌机、出水筒；所述蠕动泵设置有第一蠕动泵和第二蠕动泵；所述第一蠕动泵进口连接进水筒，第一蠕动泵出口连接反应器设置的进口，反应器设置的出口连接第二蠕动泵的进口，第二蠕动泵的出口连接出水筒，膜装置安装在反应器内，搅拌机插接在膜装置上。
本发明利用MBR启动厌氧氨氧化，通过接种以硝化污泥(90％)和厌氧颗粒污泥(10％)的混污泥，逐步缩短污泥停留时间，提高厌氧氨氧化菌最大比生长速率，获得最大厌氧氨氧化菌增殖速率为0.33d-1，相较于绝大多数文献报道的厌氧氨氧化菌增殖速率(小于0.1d-1)，提高了2倍，实现了快速增殖厌氧氨氧化菌的目的；
本发明提供的实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，使得反应器能够在较短的时间内富集更多的厌氧氨氧化细菌，解决了传统脱氮技术中厌氧氨氧化启动时间长，污泥增长率慢，Anammox菌富集、生长极其缓慢的问题。
表1为本发明厌氧氨氧化菌动力学参数一览表；
表1
附图说明
图1是本发明实施例提供的实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法流程图。
图2是本发明提供的实现厌氧氨氧化菌的快速增殖装置。
图中：1、进水筒；2、第一蠕动泵；3、膜装置；4、搅拌机；5、出水筒；6、反应器；7、第二蠕动泵。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示：
一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，该实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法为：
在MBR反应器中，接种以硝化污泥和厌氧颗粒污泥的混污泥，通过逐步缩短污泥停留时间，提高厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖。
如图1所示：该实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法具体为：
S101：厌氧氨氧化菌快速增殖分析；
S102：MBR接种以硝化污泥和厌氧颗粒污泥的混污泥，启动厌氧氨氧化；
S103：启动过程中，将污泥停留时间逐步从15天逐步缩短到3天，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率；
S104：污泥停留时间为3天时，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖。
硝化污泥为90％，厌氧颗粒污泥为10％。
厌氧氨氧化菌快速增殖分析中所述的分析包括基于厌氧氨氧化菌的最大电子转移能力的分析。
启动厌氧氨氧化方法为：
在MBR中，接种以硝化污泥和厌氧颗粒污泥的混污泥，采用模拟配水进行培养，控制进水pH为7.5±0.5，经80天完成启动厌氧氨氧化。
污泥停留时间逐步从15天逐步缩短到3天，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率方法为：控制水力停留时间为1天，污泥停留时间为15天，连续培养60天，测定此时厌氧氨氧化菌最大比增长速率为0.067d-1，逐步缩短到3天时，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率为0.33d-1，厌氧氨氧化菌增殖速率提高到原来的5倍。
结合MBR启动厌氧氨氧化，通过接种以硝化污泥(90％)和厌氧颗粒污泥 (10％)的混污泥，逐步缩短污泥停留时间，提高厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖。
如图2|所示：一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖装置设置有进水筒1、蠕动泵、反应器6、膜装3置、搅拌机4、出水筒5；所述蠕动泵设置有第一蠕动泵2和第二蠕动泵7；所述第一蠕动泵进口连接进水筒，第一蠕动泵出口连接反应器设置的进口，反应器设置的出口连接第二蠕动泵的进口，第二蠕动泵的出口连接出水筒，膜装置安装在反应器内，搅拌机插接在膜装置上。
本发明采用MBR启动厌氧氨氧化，通过缩短污泥停留时间，提高厌氧氨氧化菌最大比生长速率，考察Anammox膜生物反应器启动过程中的最佳工况，实现快速增殖厌氧氨氧化菌的目的。
本发明针对厌氧氨氧化启动时间长，污泥增长率慢的特点，将MBR与厌氧氨氧化结合在一起，接种最佳污泥源，试验优化快速增殖厌氧氨氧化菌的工艺运行条件与工艺运行参数。使得这一新型高效脱氮技术能尽快大量运用到实际生产中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，其特征在于，该实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法为：
基于厌氧氨氧化菌的最大电子转移能力，在MBR反应器中，接种以硝化污泥和厌氧颗粒污泥的混污泥，通过逐步缩短污泥停留时间，提高厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖；
该实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法具体为：
MBR接种以硝化污泥和厌氧颗粒污泥的混污泥,启动厌氧氨氧化；
启动过程中，将污泥停留时间逐步从15天逐步缩短到3天，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率；
污泥停留时间为3天时，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖。
2.如权利要求1所述的实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，其特征在于，所述实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法前还需进行厌氧氨氧化菌快速增殖分析，所述的分析包括基于厌氧氨氧化菌的最大电子转移能力的分析。
3.如权利要求1所述的实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，其特征在于，硝化污泥为90％，厌氧颗粒污泥为10％。
4.如权利要求1所述的实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，其特征在于，启动厌氧氨氧化方法为：
在MBR中，接种以硝化污泥和厌氧颗粒污泥的混污泥，采用模拟配水进行培养，控制进水pH为7.5±0.5，经80天完成启动厌氧氨氧化。
5.如权利要求1所述的实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法，其特征在于，
污泥停留时间逐步从15天逐步缩短到3天，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率方法为：控制水力停留时间为1天，污泥停留时间为15天，连续培养60天，测定此时厌氧氨氧化菌最大比增长速率，逐步缩短到3天时，测定厌氧氨氧化菌最大比增长速率。
6.如权利要求1所述实现厌氧氨氧化菌的快速增殖方法的快速增殖装置，其特征在于，该实现厌氧氨氧化菌的快速增殖装置设置有进水筒、蠕动泵、反应器、膜装置、搅拌机、出水筒；所述蠕动泵设置有第一蠕动泵和第二蠕动泵；所述第一蠕动泵进口连接进水筒，第一蠕动泵出口连接反应器设置的进口，反应器设置的出口连接第二蠕动泵的进口，第二蠕动泵的出口连接出水筒，膜装置安装在反应器内，搅拌机插接在膜装置上。
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