CN112210514B - 一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微生物培养技术领域，具体涉及一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，包括如下步骤：1)将硝化菌营养液和加微载体加入硝化菌池，接种硝化菌菌种进行培养；2)检测第一硝化菌池内菌体的硝化活力，并补加营养液和微载体；3)将第一硝化菌池内培养好的硝化菌液溢流入第二硝化菌池，并重复步骤2)中的操作获得硝化菌液；4)将第二硝化菌池内培养好的硝化菌液溢流入好氧反硝化菌池内，接种好氧反硝化菌种子液；5)将培养好的好氧反硝化菌液溢流入絮凝沉淀池，曝气，排出菌体沉淀，制剂获得好氧反硝化菌产品。本发明的方法相对单独培养硝化菌或者好氧反硝化菌的方法在成本上更具有优势，菌体收获量高，总氮去除率高。

Description

一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法及装置
技术领域
本发明涉及微生物培养技术领域，具体涉及一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法及装置。
背景技术
在生态环境中往往由于微生态***受到破坏导致污染物的分解受到影响，污染物的累积造成土壤污染、水体黑臭、水体富营养化等生态问题。此外，在工业水的处理中由于水体的营养成分比例失调，使用普通的微生物处理工艺往往很难达到达标排放的目的。所以针对性的外加高效菌种可以有效的提高生态修复和污水处理***的生化处理能力。
复合硝化菌(Composite nitrifying bacteria，CNB)包含能将氨氮氧化为亚硝酸盐的亚硝化菌(AOB)和将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的硝化菌(NOB)，CNB可以利用氧化氨氮产生的能量同化无机碳源进行化能自养，属于自养型的菌体。在屠宰、养殖、线路板等高浓度氨氮废水中由于C/N比例失调，使用传统的普通活性污泥法或者接触氧化法由于硝化菌的含量低所以氨氮很难达标；黑臭水体生态修复时也会因为CNB的含量不足导致氨氮降解缓慢。所以，外加CNB提高***中的硝化能力可以显著提升氨氮的降解能力。
专利申请号CN110551657A公开了一种固体复合硝化菌剂的制备方法中硝化菌生长过程偏好贴壁生长，所以复合硝化菌的培养过程投加比表面积大的微载体有利于硝化菌的生长。
好氧反硝化菌(Aerobic Denitrifying Bacteria，ADB)是一种可以在好氧条件下将硝酸盐还原为氮气的一类微生物，ADB是一种需要有机碳源进行异养反硝化的菌种。在好氧条件中有机物分解产生的电子和还原氢除了能被氧气氧化，同时还可以用于硝酸盐和亚硝酸盐的还原。在好氧条件下需要去除硝酸盐氮时外加ADB可以起到很好的作用。
在传统培养CNB的工艺往往会产生大量含高浓度硝酸盐的培养液，这些培养液如果直接作为污水排放显然存在极大的污染和浪费，将CNB培养产生的硝酸盐作为ADB培养的营养源可以有效的防止污染和浪费。专利申请号CN104611246A公开了一种同步培养硝化菌和好氧反硝化菌的方法中介绍了一种使用膜组件将一个反应器分隔成两个培养区域同时培养CNB和ADB的方法。这种方法中培养两种菌体所使用的营养液是共通完全混合的。由于CNB是自养菌，培养过程可以通过氧化氨氮变成硝酸盐产生能量进行生长，生长过程可以同化无机碳合成生命物质；而ADB是异养菌，所以培养ADB需要投加有机碳源，在营养液同时存在有机碳源、氨氮时极容易污染环境中的杂菌，杂菌的大量繁殖会抑制CNB的生长，导致营养液中硝酸盐无法持续产生，从而影响ADB的生长。最后会因为杂菌污染而导致所得菌液有效菌体浓度低，产品质量差。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，该方法相对单独培养硝化菌或者好氧反硝化菌的方法在成本上更具有优势，该培养方法中通过设置相连的第一硝化菌池、第二硝化菌池和好氧反硝化菌池将硝化菌和好氧反硝化菌分区培养又有机结合在一起，将CNB和ADB分区培养，保证在复合硝化菌培养阶段没有有机碳的存在而污染异养杂菌，进入好氧反硝化菌阶段时由于氨氮浓度极低，罐体内的营养液氮源主要为硝酸盐氮和亚硝酸氮，因此对培养好氧反硝化菌也具备定向的选择性以防止其他杂菌的污染，保证各区培养所得的菌液为目标菌种。
本发明的另一目的在于提供一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法的装置，该装置相对单独培养硝化菌或者好氧反硝化菌的装置在成本上更具有优势，通过将硝化菌和好氧反硝化菌分区培养又有机结合在一起，避免了硝化菌和好氧反硝化菌在同一罐体内培养时因为营养液不具备定向选择性而导致杂菌污染，保证各区培养所得的菌液为目标菌种。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，包括如下步骤：
1)配制硝化菌营养液，将硝化菌营养液分别加入第一硝化菌池和第二硝化菌池，向第一硝化菌池和第二硝化菌池内投加微载体，按营养液容积的5-10％接种硝化菌菌种后开启曝气和搅拌并进行培养5-10d；
2)检测第一硝化菌池内菌体的硝化活力，当菌体的硝化活力达到30-40mg(NH3-N)/(L·h)后，排出池内50-70％的菌液进行制剂获得产品，同时按照排出的菌液体积补加与步骤1)中所述营养液相同浓度的营养液和微载体继续培养；
3)将第一硝化菌池内培养好的硝化菌液溢流入第二硝化菌池，并重复步骤2)中的操作即可持续获得硝化菌液；
4)将步骤3)中第二硝化菌池内培养好的硝化菌液溢流入好氧反硝化菌池内，控制流入好氧反硝化菌池内的溢流液的氨氮浓度小于2mg/L，并收集溢流液，当收集的溢流液达到有效容积的68-72％时按照硝化菌营养液中总氮浓度的14.8-15.2倍折算加入NaAC和HAc组成复合碳源，之后再接种溢流液体积的2-10％的好氧反硝化菌种子液，开启曝气进行培养；
5)将步骤4)中好氧反硝化菌池内培养好的好氧反硝化菌液溢流入絮凝沉淀池，当絮凝沉淀池内的溢流液液面升高至液面一定高度后分别加入PAC和PAM，在曝气作用下充分混合，曝气结束后通过人工观察选择合适的排水口将上清液排出，剩余的菌体沉淀通过池底部菌体排出口排出，最后通过制剂获得好氧反硝化菌产品，排出的菌体沉淀菌体浓度可达到5×109cfu/g以上；
6)重复步骤5)中的操作即可持续获得好氧反硝化菌产品。
本发明中的培养方法相对单独培养硝化菌或者好氧反硝化菌的方法在成本上更具有优势，该培养方法中通过设置相连的第一硝化菌池、第二硝化菌池和好氧反硝化菌池将硝化菌和好氧反硝化菌分区培养又有机结合在一起，将CNB和ADB分区培养，保证在复合硝化菌培养阶段没有有机碳的存在而污染异养杂菌，进入好氧反硝化菌阶段时由于氨氮浓度极低，罐体内的营养液氮源主要为硝酸盐氮和亚硝酸氮因此对培养好氧反硝化菌也具备定向的选择性以防止其他杂菌的污染，保证各区培养所得的菌液为目标菌种。其中，硝化菌利用培养基中的氨氮进行硝化反应，产生的硝氮和亚硝氮可以进入好氧反硝化菌池作为好氧反硝化菌的营养物质；同时由于产物抑制作用的削减，有助于提高硝化反应的进程和效果，二者互相补充和促进，实现了硝化菌和反硝化菌的高效生长，提高了菌体收获量。
优选的，步骤1)中，硝化菌营养液包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000041
优选的，所述步骤1)中，微载体为100-500目的沸石粉、珍珠岩、硅藻土、火山岩和双飞粉中的至少一种；步骤1)中，当所述第一硝化菌池内的pH值下降至7.0以下后加入硝化菌补料，维持第一硝化菌池内的pH值为7.5-8.2。
本发明中所采用的微载体比表面积大，可增大培养面积，可以使培养过程达到均相培养，高效利用培养基，降低污染发生的机会；通过补料的方式维持第一硝化菌池内的pH值为7.5-8.2有利于菌体的快速成长，提升了培养菌体的效率，避免了复合硝化菌生产过程产生的硝酸盐排放造成污染和浪费的问题。
优选的，所述硝化菌补料包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000051
优选的，所述步骤2)中，检测第一硝化菌池内菌体的硝化活力方法为：取100mL硝化菌液进行离心，将离心后的沉淀与100mL硝化菌营养液混合后放入500mL三角瓶中，置于30℃，转速180rpm的恒温摇床中进行培养，分别取培养1h、2h、3h、4h、5h样品检测硝化菌营养液的氨氮浓度，将上述5个时间点的氨氮浓度作为纵坐标，时间作为横坐标进行直线拟合，所得直线的斜率的绝对值即为硝化活力值。
优选的，所述步骤4)中，所述复合碳源是由NaAC和HAc按照摩尔比为1：0.8-1.2组成，所述复合碳源的质量浓度为硝化菌补料液总氮浓度的10-20倍。
本发明中好氧反硝化菌培养过程中pH会升高，所以使用含有HAc的碳源溶液可以起到控制好氧反硝化菌池内的pH的作用；而在补充碳源溶液时以批次或连续方式补充有机碳源，最好根据有碳源的消耗速度进行流加，以减少有机碳源对硝化污泥的影响。
优选的，所述步骤5)中，加入PAM的浓度为0.05-0.2％，加入PAC的浓度为2-10％。所述步骤5)中，加入PAC时的PAC的流速为5-10mL/min，加入PAM时的PAM的流速为3-10mL/min。所述步骤5)中，以5-10mL/min持续加入PAC2-10min，同时以5-10mL/min持续加入PAM5-10s。
本发明还提供了一种用于上述同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法的装置：
包括生化反应区和与所述生化反应区连通的补料区，所述生化反应区包括空气压缩装置、好氧反硝化菌池、絮凝沉淀池、第一硝化菌池、第二硝化菌池和若干曝气管，所述第二硝化菌池设置于所述第一硝化菌池的一侧并与所述第一硝化菌池的上端连通，所述好氧反硝化菌池设置于所述第二硝化菌池的一侧并与所述第二硝化菌池连通，所述絮凝沉淀池设置于所述好氧反硝化菌池的一侧并与所述好氧反硝化菌池连通，所述曝气管均设置于所述第一硝化菌池、第二硝化菌池和好氧反硝化菌池的底部，在所述絮凝沉淀池内所述曝气管自上而下***絮凝沉淀池，所述曝气管均与所述空气压缩装置连通，所述空气压缩装置设置于所述硝化菌池的另一侧。
优选的，所述补料区包括含硝化菌补料罐、好氧反硝化菌碳源罐、PAM储存罐和PAC储存罐，所述含硝化菌补料罐与所述第一硝化菌池连通，所述好氧反硝化菌碳源罐与所述第二硝化菌池连通，所述PAM储存罐与所述好氧反硝化菌池连通，所述PAC储存罐与所述絮凝沉淀池连通，所述装置设有控制电柜，所述搅拌装置均与所述控制电柜连接，所述控制电柜位于所述絮凝沉淀池的一侧；更优选的，所述含硝化菌补料罐与所述第一硝化菌池之间设有第三水泵，所述PAC储存罐与所述絮凝沉淀池之间设有第二水泵，所述PAM储存罐与所述絮凝沉淀池之间设有第一水泵，所述好氧反硝化菌池与第二硝化菌池连通处的入水口设有第四水泵；所述絮凝沉淀池的底部设有用于排出菌体沉淀的排水管道，所述絮凝沉淀池的侧壁从排水管道往上依次设有第一排水口、第二排水口和溢流口；所述第一硝化菌池内还设有pH电极，所述pH电极与所述控制电柜连接，所述絮凝沉淀池内设有液位电极，所述液位电极位于所述溢流口处，且所述液位电极与所述控制电柜连接
本发明的有益效果在于：本发明的培养方法相对单独培养硝化菌或者好氧反硝化菌的方法在成本上更具有优势，该培养方法中通过设置相连的第一硝化菌池、第二硝化菌池和好氧反硝化菌池将硝化菌和好氧反硝化菌分区培养又有机结合在一起，将CNB和ADB分区培养，保证在复合硝化菌培养阶段没有有机碳的存在而污染异养杂菌，进入好氧反硝化菌阶段时由于氨氮浓度极低，罐体内的营养液氮源主要为硝酸盐氮和亚硝酸氮因此对培养好氧反硝化菌也具备定向的选择性以防止其他杂菌的污染，保证各区培养所得的菌液为目标菌种。其中，硝化菌利用培养基中的氨氮进行硝化反应，产生的硝氮和亚硝氮可以进入好氧反硝化菌池作为好氧反硝化菌的营养物质；同时由于产物抑制作用的削减，有助于提高硝化反应的进程和效果，二者互相补充和促进，实现了硝化菌和反硝化菌的高效生长，提高了菌体收获量。
本发明的装置相对单独培养硝化菌或者好氧反硝化菌的装置在成本上更具有优势，通过将硝化菌和好氧反硝化菌分区培养又有机结合在一起，避免了硝化菌和好氧反硝化菌在同一罐体内培养时因为营养液不具备定向选择性而导致杂菌污染，保证各区培养所得的菌液为目标菌种。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的生化反应区和补料区的结构示意图。
附图标记为：1-生化反应区、11-空气压缩装置、12-好氧反硝化菌池、13-絮凝沉淀池、131-排水管、132-第一排水口、133-第二排水口、134-溢流口、135-液位电极、14-第一硝化菌池、141-搅拌装置、142-pH电极、15-第二硝化菌池、16-曝气管、17-阀门、2-补料区、21-硝化菌补料罐、22-好氧反硝化菌碳源罐、23-PAM储存罐、24-PAC储存罐、3-控制电柜、41-第一水泵、42-第二水泵、43-第三水泵和44-第四水泵。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-2对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
见图1-2，一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的装置，包括生化反应区1和与所述生化反应区1连通的补料区2，所述生化反应区1包括空气压缩装置11、好氧反硝化菌池12、絮凝沉淀池13、第一硝化菌池14、第二硝化菌池15和若干曝气管16，所述第二硝化菌池15设置于所述第一硝化菌池14的一侧并与所述第一硝化菌池14的上端连通，所述好氧反硝化菌池12设置于所述第二硝化菌池15的一侧并与所述第二硝化菌池15连通，所述絮凝沉淀池13设置于所述好氧反硝化菌池12的一侧并与所述好氧反硝化菌池12连通，所述曝气管16均设置于所述第一硝化菌池14、第二硝化菌池15和好氧反硝化菌池12的底部，在所述絮凝沉淀池13内所述曝气管16自上而下***絮凝沉淀池13，所述曝气管16均与所述空气压缩装置11连通，所述空气压缩装置11设置于所述硝化菌池的另一侧。所述补料区2包括含硝化菌补料罐21、好氧反硝化菌碳源罐22、PAM储存罐23和PAC储存罐24，所述含硝化菌补料罐21与所述第一硝化菌池14连通，所述好氧反硝化菌碳源罐22与所述第二硝化菌池15连通，所述PAM储存罐23与所述好氧反硝化菌池12连通，所述PAC储存罐24与所述絮凝沉淀池13连通，所述装置设有控制电柜3，所述搅拌装置141均与所述控制电柜3连接，所述控制电柜3位于所述絮凝沉淀池13的一侧；更进一步的，所述含硝化菌补料罐21与所述第一硝化菌池14之间设有第三水泵43，所述PAC储存罐24与所述絮凝沉淀池13之间设有第二水泵42，所述PAM储存罐23与所述絮凝沉淀池13之间设有第一水泵41，所述好氧反硝化菌池12与第二硝化菌池15连通处的入水口设有第四水泵44；所述絮凝沉淀池13的底部设有用于排出菌体沉淀的排水管131道，所述絮凝沉淀池13的侧壁从排水管131道往上依次设有第一排水口132、第二排水口133和溢流口134；所述第一硝化菌池14内还设有pH电极142，所述pH电极142与所述控制电柜3连接，所述絮凝沉淀池13内设有液位电极135，所述液位电极135位于所述溢流口134处，且所述液位电极135与所述控制电柜3连接。
一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，包括如下步骤：
1)配制硝化菌营养液，将硝化菌营养液分别加入第一硝化菌池14和第二硝化菌池15，向第一硝化菌池14和第二硝化菌池15内投加微载体，按营养液容积的5％接种硝化菌菌种后开启曝气和搅拌并进行培养5d；
2)检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力，当菌体的硝化活力达到30mg(NH3-N)/(L·h)后，排出池内50％的菌液进行制剂获得产品，同时通过第三水泵43从硝化菌补料罐21补加与排出的菌液体积相同的营养液和微载体继续培养，所补加的营养液和微载体与步骤1)中所述营养液和微载体的浓度相同的；
3)将第一硝化菌池14内培养好的硝化菌液溢流入第二硝化菌池15，并重复步骤2)中的操作即可持续获得硝化菌液；
4)将步骤3)中第二硝化菌池15内培养好的硝化菌液溢流入好氧反硝化菌池12内，控制流入好氧反硝化菌池12内的溢流液的氨氮浓度小于2mg/L，并收集溢流液，当收集的溢流液达到有效容积的68％时按照硝化菌营养液中总氮浓度的14.8倍折算加入NaAC和HAc组成复合碳源，之后再接种溢流液体积的2％的好氧反硝化菌种子液，开启曝气进行培养，好氧反硝化菌池12开启曝气培养后，连通第三水泵43和第四水泵44，在第三水泵43运行时第四水泵44同时开启，且第三水泵43和第四水泵44的型号大小相同，补加料液的速度相同；
5)将步骤4)中好氧反硝化菌池12内培养好的好氧反硝化菌液溢流入絮凝沉淀池13，当絮凝沉淀池13内的溢流液液面升高至液位电极135时触发第一水泵41和第二水泵42分别加入PAC和PAM，在曝气作用下充分混合，曝气结束后通过人工观察选择合适的排水口将上清液排出，剩余的菌体沉淀通过池底部的排水管131道排出，最后通过制剂获得好氧反硝化菌产品；
6)重复步骤5)中的操作即可持续获得好氧反硝化菌产品。
步骤1)中，硝化菌营养液包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000101
所述步骤1)中，微载体为100目的沸石粉。
所述步骤1)中，通过控制电柜3控制第三水泵43，当所述第一硝化菌池14内的pH值下降至7.0以下后开启第三水泵43进行补料加入硝化菌补料，维持第一硝化菌池14内的pH值为7.5。
所述硝化菌补料包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000102
所述步骤2)中，检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力方法为：取100mL硝化菌液进行离心，将离心后的沉淀与100mL硝化菌营养液混合后放入500mL三角瓶中，置于30℃，转速180rpm的恒温摇床中进行培养，分别取培养1h、2h、3h、4h、5h样品检测硝化菌营养液的氨氮浓度，将上述5个时间点的氨氮浓度作为纵坐标，时间作为横坐标进行直线拟合，所得直线的斜率的绝对值即为硝化活力值。
所述步骤4)中，所述复合碳源是由NaAC和HAc按照摩尔比为1：0.8组成，所述复合碳源的质量浓度为硝化菌补料液总氮浓度的10倍。
所述步骤5)中，加入PAM的浓度为0.05％，加入PAC的浓度为2％。
所述步骤5)中，加入PAC时的PAC的流速为5mL/min，加入PAM时的PAM的流速为300mL/min。
所述步骤5)中，以5mL/min持续加入PAC2min，同时以5mL/min持续加入PAM10s。
实施例2
本实施例与上述实施例1的区别在于：
一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，包括如下步骤：
1)配制硝化菌营养液，将硝化菌营养液分别加入第一硝化菌池14和第二硝化菌池15，向第一硝化菌池14和第二硝化菌池15内投加微载体，按营养液容积的7％接种硝化菌菌种后开启曝气和搅拌并进行培养7d；
2)检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力，当菌体的硝化活力达到33mg(NH3-N)/(L·h)后，排出池内55％的菌液进行制剂获得产品，同时通过第三水泵43从硝化菌补料罐21补加与排出的菌液体积相同的营养液和微载体继续培养，所补加的营养液和微载体与步骤1)中所述营养液和微载体的浓度相同的；
3)将第一硝化菌池14内培养好的硝化菌液溢流入第二硝化菌池15，并重复步骤2)中的操作即可持续获得硝化菌液；
4)将步骤3)中第二硝化菌池15内培养好的硝化菌液溢流入好氧反硝化菌池12内，控制流入好氧反硝化菌池12内的溢流液的氨氮浓度小于2mg/L，并收集溢流液，当收集的溢流液达到有效容积的69％时按照硝化菌营养液中总氮浓度的14.9倍折算加入NaAC和HAc组成复合碳源，之后再接种溢流液体积的4％的好氧反硝化菌种子液，开启曝气进行培养，好氧反硝化菌池12开启曝气培养后，连通第三水泵43和第四水泵44，在第三水泵43运行时第四水泵44同时开启，且第三水泵43和第四水泵44的型号大小相同，补加料液的速度相同；
5)将步骤4)中好氧反硝化菌池12内培养好的好氧反硝化菌液溢流入絮凝沉淀池13，当絮凝沉淀池13内的溢流液液面升高至液位电极135时触发第一水泵41和第二水泵42分别加入PAC和PAM，在曝气作用下充分混合，曝气结束后通过人工观察选择合适的排水口将上清液排出，剩余的菌体沉淀通过池底部的排水管131道排出，最后通过制剂获得好氧反硝化菌产品；
6)重复步骤5)中的操作即可持续获得好氧反硝化菌产品。
步骤1)中，硝化菌营养液包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000121
所述步骤1)中，微载体为200目的珍珠岩。
所述步骤1)中，通过控制电柜3控制第三水泵43，当所述第一硝化菌池14内的pH值下降至7.0以下后开启第三水泵43进行补料加入硝化菌补料，维持第一硝化菌池14内的pH值为7.6。
所述硝化菌补料包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000131
所述步骤2)中，检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力方法为：取100mL硝化菌液进行离心，将离心后的沉淀与100mL硝化菌营养液混合后放入500mL三角瓶中，置于30℃，转速180rpm的恒温摇床中进行培养，分别取培养1h、2h、3h、4h、5h样品检测硝化菌营养液的氨氮浓度，将上述5个时间点的氨氮浓度作为纵坐标，时间作为横坐标进行直线拟合，所得直线的斜率的绝对值即为硝化活力值。
所述步骤4)中，所述复合碳源是由NaAC和HAc按照摩尔比为1：0.9组成，所述复合碳源的质量浓度为硝化菌补料液总氮浓度的13倍。
所述步骤5)中，加入PAM的浓度为0.075％，加入PAC的浓度为10％。
所述步骤5)中，加入PAC时的PAC的流速为7mL/min，加入PAM时的PAM的流速为7mL/min。
所述步骤5)中，以6mL/min持续加入PAC4min，同时以7mL/min持续加入PAM10s。
本实施例的其他技术特征与实施例1的相同，在此不再重复叙述。
实施例3
本实施例与上述实施例1的区别在于：
一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，包括如下步骤：
1)配制硝化菌营养液，将硝化菌营养液分别加入第一硝化菌池14和第二硝化菌池15，向第一硝化菌池14和第二硝化菌池15内投加微载体，按营养液容积的8％接种硝化菌菌种后开启曝气和搅拌并进行培养8d；
2)检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力，当菌体的硝化活力达到35mg(NH3-N)/(L·h)后，排出池内60％的菌液进行制剂获得产品，同时通过第三水泵43从硝化菌补料罐21补加与排出的菌液体积相同的营养液和微载体继续培养，所补加的营养液和微载体与步骤1)中所述营养液和微载体的浓度相同的；
3)将第一硝化菌池14内培养好的硝化菌液溢流入第二硝化菌池15，并重复步骤2)中的操作即可持续获得硝化菌液；
4)将步骤3)中第二硝化菌池15内培养好的硝化菌液溢流入好氧反硝化菌池12内，控制流入好氧反硝化菌池12内的溢流液的氨氮浓度小于2mg/L，并收集溢流液，当收集的溢流液达到有效容积的70％时按照硝化菌营养液中总氮浓度的15倍折算加入NaAC和HAc组成复合碳源，之后再接种溢流液体积的6％的好氧反硝化菌种子液，开启曝气进行培养，好氧反硝化菌池12开启曝气培养后，连通第三水泵43和第四水泵44，在第三水泵43运行时第四水泵44同时开启，且第三水泵43和第四水泵44的型号大小相同，补加料液的速度相同；
5)将步骤4)中好氧反硝化菌池12内培养好的好氧反硝化菌液溢流入絮凝沉淀池13，当絮凝沉淀池13内的溢流液液面升高至液位电极135时触发第一水泵41和第二水泵42分别加入PAC和PAM，在曝气作用下充分混合，曝气结束后通过人工观察选择合适的排水口将上清液排出，剩余的菌体沉淀通过池底部的排水管131道排出，最后通过制剂获得好氧反硝化菌产品；
6)重复步骤5)中的操作即可持续获得好氧反硝化菌产品。
步骤1)中，硝化菌营养液包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000141
Figure BDA0002726437650000151
所述步骤1)中，微载体为300目的硅藻土。
所述步骤1)中，通过控制电柜3控制第三水泵43，当所述第一硝化菌池14内的pH值下降至7.0以下后开启第三水泵43进行补料加入硝化菌补料，维持第一硝化菌池14内的pH值为7.8。
所述硝化菌补料包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000152
所述步骤2)中，检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力方法为：取100mL硝化菌液进行离心，将离心后的沉淀与100mL硝化菌营养液混合后放入500mL三角瓶中，置于30℃，转速180rpm的恒温摇床中进行培养，分别取培养1h、2h、3h、4h、5h样品检测硝化菌营养液的氨氮浓度，将上述5个时间点的氨氮浓度作为纵坐标，时间作为横坐标进行直线拟合，所得直线的斜率的绝对值即为硝化活力值。
所述步骤4)中，所述复合碳源是由NaAC和HAc按照摩尔比为1：1.0组成，所述复合碳源的质量浓度为硝化菌补料液总氮浓度的15倍。
所述步骤5)中，加入PAM的浓度为0.1％，加入PAC的浓度为3.5％。
所述步骤5)中，加入PAC时的PAC的流速为8mL/min，加入PAM时的PAM的流速为2mL/min。
所述步骤5)中，以8mL/min持续加入PAC6min，同时以2mL/min持续加入PAM10s。
本实施例的其他技术特征与实施例1的相同，在此不再重复叙述。
实施例4
本实施例与上述实施例1的区别在于：
一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，包括如下步骤：
1)配制硝化菌营养液，将硝化菌营养液分别加入第一硝化菌池14和第二硝化菌池15，向第一硝化菌池14和第二硝化菌池15内投加微载体，按营养液容积的9％接种硝化菌菌种后开启曝气和搅拌并进行培养9d；
2)检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力，当菌体的硝化活力达到38mg(NH3-N)/(L·h)后，排出池内65％的菌液进行制剂获得产品，同时通过第三水泵43从硝化菌补料罐21补加与排出的菌液体积相同的营养液和微载体继续培养，所补加的营养液和微载体与步骤1)中所述营养液和微载体的浓度相同的；
3)将第一硝化菌池14内培养好的硝化菌液溢流入第二硝化菌池15，并重复步骤2)中的操作即可持续获得硝化菌液；
4)将步骤3)中第二硝化菌池15内培养好的硝化菌液溢流入好氧反硝化菌池12内，控制流入好氧反硝化菌池12内的溢流液的氨氮浓度小于2mg/L，并收集溢流液，当收集的溢流液达到有效容积的78％时按照硝化菌营养液中总氮浓度的15.1倍折算加入NaAC和HAc组成复合碳源，之后再接种溢流液体积的8％的好氧反硝化菌种子液，开启曝气进行培养，好氧反硝化菌池12开启曝气培养后，连通第三水泵43和第四水泵44，在第三水泵43运行时第四水泵44同时开启，且第三水泵43和第四水泵44的型号大小相同，补加料液的速度相同；
5)将步骤4)中好氧反硝化菌池12内培养好的好氧反硝化菌液溢流入絮凝沉淀池13，当絮凝沉淀池13内的溢流液液面升高至液位电极135时触发第一水泵41和第二水泵42分别加入PAC和PAM，在曝气作用下充分混合，曝气结束后通过人工观察选择合适的排水口将上清液排出，剩余的菌体沉淀通过池底部的排水管131道排出，最后通过制剂获得好氧反硝化菌产品；
6)重复步骤5)中的操作即可持续获得好氧反硝化菌产品。
步骤1)中，硝化菌营养液包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000171
所述步骤1)中，微载体为400目的火山岩。
所述步骤1)中，通过控制电柜3控制第三水泵43，当所述第一硝化菌池14内的pH值下降至7.0以下后开启第三水泵43进行补料加入硝化菌补料，维持第一硝化菌池14内的pH值为8。
所述硝化菌补料包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000172
Figure BDA0002726437650000181
所述步骤2)中，检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力方法为：取100mL硝化菌液进行离心，将离心后的沉淀与100mL硝化菌营养液混合后放入500mL三角瓶中，置于30℃，转速180rpm的恒温摇床中进行培养，分别取培养1h、2h、3h、4h、5h样品检测硝化菌营养液的氨氮浓度，将上述5个时间点的氨氮浓度作为纵坐标，时间作为横坐标进行直线拟合，所得直线的斜率的绝对值即为硝化活力值。
所述步骤4)中，所述复合碳源是由NaAC和HAc按照摩尔比为1：1.1组成，所述复合碳源的质量浓度为硝化菌补料液总氮浓度的18倍。
所述步骤5)中，加入PAM的浓度为0.15％，加入PAC的浓度为4.2％。
所述步骤5)中，加入PAC时的PAC的流速为9mL/min，加入PAM时的PAM的流速为3mL/min。
所述步骤5)中，以9mL/min持续加入PAC8min，同时以3mL/min持续加入PAM10s。
本实施例的其他技术特征与实施例1的相同，在此不再重复叙述。
实施例5
本实施例与上述实施例1的区别在于：
一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，包括如下步骤：
1)配制硝化菌营养液，将硝化菌营养液分别加入第一硝化菌池14和第二硝化菌池15，向第一硝化菌池14和第二硝化菌池15内投加微载体，按营养液容积的10％接种硝化菌菌种后开启曝气和搅拌并进行培养10d；
2)检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力，当菌体的硝化活力达到40mg(NH3-N)/(L·h)后，排出池内70％的菌液进行制剂获得产品，同时通过第三水泵43从硝化菌补料罐21补加与排出的菌液体积相同的营养液和微载体继续培养，所补加的营养液和微载体与步骤1)中所述营养液和微载体的浓度相同的；
3)将第一硝化菌池14内培养好的硝化菌液溢流入第二硝化菌池15，并重复步骤2)中的操作即可持续获得硝化菌液；
4)将步骤3)中第二硝化菌池15内培养好的硝化菌液溢流入好氧反硝化菌池12内，控制流入好氧反硝化菌池12内的溢流液的氨氮浓度小于2mg/L，并收集溢流液，当收集的溢流液达到有效容积的72％时按照硝化菌营养液中总氮浓度的15.2倍折算加入NaAC和HAc组成复合碳源，之后再接种溢流液体积的10％的好氧反硝化菌种子液，开启曝气进行培养，好氧反硝化菌池12开启曝气培养后，连通第三水泵43和第四水泵44，在第三水泵43运行时第四水泵44同时开启，且第三水泵43和第四水泵44的型号大小相同，补加料液的速度相同；
5)将步骤4)中好氧反硝化菌池12内培养好的好氧反硝化菌液溢流入絮凝沉淀池13，当絮凝沉淀池13内的溢流液液面升高至液位电极135时触发第一水泵41和第二水泵42分别加入PAC和PAM，在曝气作用下充分混合，曝气结束后通过人工观察选择合适的排水口将上清液排出，剩余的菌体沉淀通过池底部的排水管131道排出，最后通过制剂获得好氧反硝化菌产品；
6)重复步骤5)中的操作即可持续获得好氧反硝化菌产品。
步骤1)中，硝化菌营养液包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000191
Figure BDA0002726437650000201
所述步骤1)中，微载体为100-500目的双飞粉。
所述步骤1)中，通过控制电柜3控制第三水泵43，当所述第一硝化菌池14内的pH值下降至7.0以下后开启第三水泵43进行补料加入硝化菌补料，维持第一硝化菌池14内的pH值为8.2。
所述硝化菌补料包括如下浓度的原料：
Figure BDA0002726437650000202
所述步骤2)中，检测第一硝化菌池14内菌体的硝化活力方法为：取100mL硝化菌液进行离心，将离心后的沉淀与100mL硝化菌营养液混合后放入500mL三角瓶中，置于30℃，转速180rpm的恒温摇床中进行培养，分别取培养1h、2h、3h、4h、5h样品检测硝化菌营养液的氨氮浓度，将上述5个时间点的氨氮浓度作为纵坐标，时间作为横坐标进行直线拟合，所得直线的斜率的绝对值即为硝化活力值。
所述步骤4)中，所述复合碳源是由NaAC和HAc按照摩尔比为1：1.2组成，所述复合碳源的质量浓度为硝化菌补料液总氮浓度的20倍。
所述步骤5)中，加入PAM的浓度为0.2％，加入PAC的浓度为5％。
所述步骤5)中，加入PAC时的PAC的流速为10mL/min，加入PAM时的PAM的流速为4mL/min。
所述步骤5)中，以10mL/min持续加入PAC10min，同时以4mL/min持续加入PAM10s。
本实施例的其他技术特征与实施例1的相同，在此不再重复叙述。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)配制硝化菌营养液，将硝化菌营养液分别加入第一硝化菌池和第二硝化菌池，向第一硝化菌池和第二硝化菌池内投加微载体，按营养液容积的5-10%接种硝化菌菌种后开启曝气和搅拌并进行培养5-10d；
2)检测第一硝化菌池内菌体的硝化活力，当菌体的硝化活力达到30-40mg(NH3-N)/(L·h)后，排出池内50-70%的菌液进行制剂获得产品，同时按照排出的菌液体积补加与步骤1）中所述营养液相同浓度的营养液和微载体继续培养；
3)将第一硝化菌池内培养好的硝化菌液溢流入第二硝化菌池，并重复步骤2）中的操作即可持续获得硝化菌液；
4)将步骤3）中第二硝化菌池内培养好的硝化菌液溢流入好氧反硝化菌池内，控制流入好氧反硝化菌池内的溢流液的氨氮浓度小于2mg/L，并收集溢流液，当收集的溢流液达到有效容积的68-72%时按照硝化菌营养液中总氮浓度的14.8-15.2倍折算加入NaAC和HAc组成复合碳源，之后再接种溢流液体积的2-10%的好氧反硝化菌种子液，开启曝气进行培养；
5)将步骤4）中好氧反硝化菌池内培养好的好氧反硝化菌液溢流入絮凝沉淀池，当絮凝沉淀池内的溢流液液面升高至液面一定高度后分别加入PAC和PAM，在曝气作用下充分混合，曝气结束后通过人工观察选择合适的排水口将上清液排出，剩余的菌体沉淀通过池底部菌体排出口排出，最后通过制剂获得好氧反硝化菌产品；
6)重复步骤5）中的操作即可持续获得好氧反硝化菌产品；
步骤1）中，当第一硝化菌池内的pH值下降至7.0以下后加入硝化菌补料，维持第一硝化菌池内的pH值为7.5-8.2；
步骤5）中，加入PAM的质量浓度为0.05-0.2%，加入PAC的质量浓度为2-5%；
所述步骤1）中，硝化菌营养液包括如下浓度的原料：
NH4Cl 0.1-1g/L
Na2CO3 0.1-1g/L
(NH4)2SO4 0.1-1g/L
K2HPO4 0.05-0.5g/L
FeSO4·7H2O 2-10mg/L
MgSO4·7H2O 5-50mg/L
MnCl2·4H2O 5-30mg/L
CuSO4·5H2O 0.5-2mg/L；
所述硝化菌补料包括如下浓度的原料：
Na2CO3 3-15g/L
K2HPO4 0.05-0.5g/L
NH4HCO3 5-20g/L
FeSO4·7H2O 2-10mg/L
MgSO4·7H2O 5-50mg/L
MnCl2·4H2O 5-30mg/L
CuSO4·5H2O 0.5-2mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，其特征在于：所述步骤1）中，微载体为100-500目的沸石粉、珍珠岩、硅藻土、火山岩和双飞粉中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，其特征在于：所述步骤2）中，检测第一硝化菌池内菌体的硝化活力方法为：取100mL硝化菌液进行离心，将离心后的沉淀与100mL硝化菌营养液混合后放入500mL三角瓶中，置于30℃，转速180rpm的恒温摇床中进行培养，分别取培养1h、2h、3h、4h、5h样品检测硝化菌营养液的氨氮浓度，将上述5个时间点的氨氮浓度作为纵坐标，时间作为横坐标进行直线拟合，所得直线的斜率的绝对值即为硝化活力值。
4.根据权利要求1所述的一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，其特征在于：所述步骤4）中，所述复合碳源是由NaAC和HAc按照摩尔比为1：0.8-1.2组成。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，其特征在于：用于实施权利要求1-4任一项所述同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法的装置，包括生化反应区和与所述生化反应区连通的补料区，所述生化反应区包括空气压缩装置、好氧反硝化菌池、絮凝沉淀池、第一硝化菌池、第二硝化菌池和若干曝气管，所述第二硝化菌池设置于所述第一硝化菌池的一侧并与所述第一硝化菌池的上端连通，所述好氧反硝化菌池设置于所述第二硝化菌池的一侧并与所述第二硝化菌池连通，所述絮凝沉淀池设置于所述好氧反硝化菌池的一侧并与所述好氧反硝化菌池连通，所述曝气管均设置于所述第一硝化菌池、第二硝化菌池和好氧反硝化菌池的底部，在所述絮凝沉淀池内所述曝气管自上而下***絮凝沉淀池，每个所述曝气管均与所述空气压缩装置连通，所述空气压缩装置设置于所述硝化菌池的另一侧。
6.根据权利要求5所述的一种同步培养复合硝化菌和好氧反硝化菌的方法，其特征在于：所述补料区包括含硝化菌补料罐、好氧反硝化菌碳源罐、PAM储存罐和PAC储存罐，所述含硝化菌补料罐与所述第一硝化菌池连通，所述好氧反硝化菌碳源罐与所述第二硝化菌池连通，所述PAM储存罐与所述好氧反硝化菌池连通，所述PAC储存罐与所述絮凝沉淀池连通，所述装置设有控制电柜，所述搅拌装置均与所述控制电柜连接，所述控制电柜位于所述絮凝沉淀池的一侧。
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