一種耐高溫厭氧氨氧化污泥的培養(yǎng)方法
【專利說明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種耐高溫厭氧氨氧化污泥的培養(yǎng)方法。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]厭氧氨氧化作為一種新型生物脫氮工藝，憑借其高效節(jié)能而廣獲青睞。而在這一工藝中擔(dān)任重要使命的是厭氧氨氧化菌。
[0003]實(shí)際生活使用的熱水、許多廠礦尤其是發(fā)電廠排放的廢水、造紙廢水、食品廢水、屠宰廢水、石化廢水等排放時(shí)溫度很高，一般大于60°C，棕櫚油廢水的排放溫度是80?90°C，加上此類廢水中直接或間接含有高濃度氨氮。因而這類高溫廢水的脫氮處理值得關(guān)注，若這類高溫廢水先降溫后處理會(huì)增加冷卻成本，高溫廢水的直接處理則可以避免該問題。此外，中溫厭氧氨氧化工藝中溫控裝置的突然失靈，有可能使中溫厭氧氨氧化系統(tǒng)受到高溫沖擊的影響。因而，若能培養(yǎng)耐高溫厭氧氨氧化污泥，則有望突破此瓶頸。
[0004]實(shí)際上，目前所用的中溫厭氧氨氧化菌對(duì)高溫極其敏感，培養(yǎng)耐高溫厭氧氨氧化污泥困難重重。盡管一些脫氮微生物在自然高溫環(huán)境比如深海熱泉口或熱泉被鑒定或被富集在批次培養(yǎng)的菌群中，目前還沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于高溫脫氮微生物長(zhǎng)期應(yīng)用于實(shí)踐中。在常規(guī)的方法中，中溫微生物要適應(yīng)高溫環(huán)境，需要逐步進(jìn)行馴化，此舉耗時(shí)較長(zhǎng)。我們研究發(fā)現(xiàn)，高滲透壓環(huán)境可誘導(dǎo)厭氧氨氧化污泥產(chǎn)生相容性溶質(zhì)，其可在高溫下保護(hù)細(xì)胞免受失活影響。也就是說，適當(dāng)?shù)臐B透壓能夠提高厭氧氨氧化污泥的耐熱性。鑒于此，本發(fā)明提出在高溫厭氧氨氧化體系中引入適量氯化鈉以增強(qiáng)污泥的耐熱性，從而提高厭氧氨氧化工藝對(duì)高溫廢水的適用性，同時(shí)降低對(duì)精密溫控系統(tǒng)的依賴性。
[0005]在本發(fā)明之前沒有發(fā)現(xiàn)氯化鈉長(zhǎng)期作用于高溫厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用報(bào)道。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為消除高溫對(duì)厭氧氨氧化污泥的不利影響，通過添加氯化鈉來增強(qiáng)厭氧氨氧化污泥的耐熱性，實(shí)現(xiàn)了鹽度在高溫厭氧氨氧化工藝中的應(yīng)用，并提供了一種耐高溫厭氧氨氧化污泥的培養(yǎng)方法。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種耐高溫厭氧氨氧化污泥的培養(yǎng)方法，所述方法為:
[0009]采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括進(jìn)水口、出水口和反應(yīng)器池體；以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種污泥，以含氨氮和亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，向模擬廢水中加入氯化鈉，并加入維持微生物生長(zhǎng)的無機(jī)鹽緩沖液，逐步提高反應(yīng)溫度來調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行，在厭氧、避光、溫度為40?50°C、進(jìn)水pH為6?7、水力停留時(shí)間為4?Sh的條件下培養(yǎng)，所述的反應(yīng)器先在較低段的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行2?5周，再逐步分段提升培養(yǎng)箱內(nèi)溫度，反應(yīng)器在較高段溫度條件繼續(xù)運(yùn)行2?5周，如此逐步分段提升培養(yǎng)箱內(nèi)溫度持續(xù)運(yùn)行，直至反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間后，反應(yīng)器內(nèi)污泥活性在40?50°C條件下保持穩(wěn)定，并且反應(yīng)器脫氮效率未出現(xiàn)驟降現(xiàn)象時(shí)即完成，此時(shí)表明污泥可耐受高溫；所述的逐步分段提升培養(yǎng)箱內(nèi)溫度限定每段溫度提升幅度為I?3°c;所述的模擬廢水中氨氮濃度為70?210mg-L \亞硝氮的濃度為70?210mg -L \所述的氯化鈉的加入量為5_15g -L \污泥濃度為12_30g-L 1O
[0010]優(yōu)選的，所述接種污泥體積占反應(yīng)器總體積約30 % -90 %。
[0011]優(yōu)選的，所述反應(yīng)器運(yùn)行溫度是指反應(yīng)器中顆粒污泥進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)的溫度。
[0012]優(yōu)選的，所述進(jìn)水中氨氮和亞硝氮的摩爾比為1:1。
[0013]優(yōu)選的，所述無機(jī)鹽緩沖液組成如下:KH2P045?20mg.L 1，CaCl2.2H20 I?1mg.L 1，MgSO4.2H20 200 ?400mg.L、KHCO3 800 ?1500mg.L、溶劑為水。
[0014]本發(fā)明通過在高溫厭氧氨氧化體系中添加一定濃度的氯化鈉，試驗(yàn)證明氯化鈉的添加對(duì)于促進(jìn)厭氧氨氧化污泥活性是有效的，結(jié)合一定的運(yùn)行策略便可穩(wěn)定富集高溫厭氧氨氧化菌。
[0015]本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:①拓寬了厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用領(lǐng)域提供了鹽度增強(qiáng)厭氧氨氧化顆粒污泥耐熱性的思路；③突破了厭氧氨氧化工藝需嚴(yán)格控溫的限制。
(四)
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0017]實(shí)施例1:
[0018]在連續(xù)流中，采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，以35°C下污泥濃度為15g-L 1的厭氧氨氧化顆粒污泥為接種污泥，以含140mg *L 1的氨氮和亞硝氮的濃度為進(jìn)水模擬廢水，水力停留時(shí)間為6h，并加入維持微生物生長(zhǎng)的無機(jī)鹽緩沖液并逐步提高反應(yīng)溫度來調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行，在厭氧、避光，進(jìn)水PH為6.87的條件下對(duì)污泥進(jìn)行培養(yǎng)。其中所用無機(jī)鹽緩沖組成如下:KH2PO41mg.L \ CaCl2.2Η20 7.4mg.L 1^MgSO4.2Η20 300mg.L \ KHC031250mg.L \ 溶劑為水。設(shè)置兩個(gè)相同的厭氧反應(yīng)器作為對(duì)照組和試驗(yàn)組。對(duì)照組為不做任何處理的一組，試驗(yàn)組為在此基礎(chǔ)上添加一定濃度氯化鈉的一組。將反應(yīng)器直接置于40°C的恒溫培養(yǎng)箱中，經(jīng)兩周運(yùn)行后，對(duì)照組中污泥活性為30.2mgN-g 1VSS -d \試驗(yàn)組(Sg-L 1NaCl)內(nèi)的污泥活性為37.7mgN-g 1VSS-d S繼而當(dāng)把恒溫培養(yǎng)箱升溫至42.5°C，運(yùn)行兩周后，對(duì)照組中污泥活性為 42.4mgN.g 1VSS.d \ 試驗(yàn)組(8g.L 1NaCl)內(nèi)的污泥活性為 43.4mgN.g 1VSS.d S然后把反應(yīng)器在45°C下運(yùn)行三周后，對(duì)照組中污泥活性為17.SmgN.g 1VSS.d \試驗(yàn)組(8-15g.L 1NaCl)內(nèi)的污泥活性為22.5mgN.g 1VSS.d S緊接著將反應(yīng)器置于47.5°C下運(yùn)行兩周后，對(duì)照組中污泥活性為16.3mgN.g 1VSS.d \試驗(yàn)組(15g.L 1NaCl)內(nèi)的污泥活性為18.7mgN.g 1VSS.d S最后當(dāng)溫度升至50°C時(shí)，反應(yīng)器運(yùn)行兩周后，對(duì)照組中污泥活性為 5.75mgN.g 1VSS.d \ 試驗(yàn)組(15g.L 1NaCl)內(nèi)的污泥活性為 8.57mgN.g 1VSS.d、此外，對(duì)照組反應(yīng)器長(zhǎng)期在50°C運(yùn)行時(shí)，污泥活性喪失導(dǎo)致反應(yīng)器瓦解，而試驗(yàn)組反應(yīng)器則可持續(xù)運(yùn)行。因而，中溫厭氧氨氧化顆粒污泥在經(jīng)適度高溫逐步馴化以及在鹽度的影響下能夠耐受高溫環(huán)境。
[0019]此外試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組內(nèi)的污泥沉降速度大于對(duì)照組，顆粒污泥良好的沉降性能有助于耐高溫厭氧氨氧化菌的富集培養(yǎng)。
[0020]由此可見，應(yīng)用氯化鈉增強(qiáng)高溫厭氧氨氧化顆粒污泥的耐熱性，反應(yīng)器在高溫環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，顆粒污泥性狀優(yōu)良，反應(yīng)器性能良好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐高溫厭氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法，其特征在于所述方法為:采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括進(jìn)水口、出水口和反應(yīng)器池體；以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種污泥，以含氨氮和亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，向模擬廢水中加入氯化鈉，并加入維持微生物生長(zhǎng)的無機(jī)鹽緩沖液，逐步提高反應(yīng)溫度來調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行，在厭氧、避光、溫度為40?50°C、進(jìn)水pH為6?7、水力停留時(shí)間為4?8h的條件下培養(yǎng)，所述的反應(yīng)器先在較低段的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行2?5周，再逐步分段提升培養(yǎng)箱內(nèi)溫度，反應(yīng)器在較高段溫度條件繼續(xù)運(yùn)行2?5周，如此逐步分段提升培養(yǎng)箱內(nèi)溫度持續(xù)運(yùn)行，直至反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間后，反應(yīng)器內(nèi)污泥活性在40?50°C條件下保持穩(wěn)定，并且反應(yīng)器脫氮效率未出現(xiàn)驟降現(xiàn)象時(shí)即完成培養(yǎng)；所述的逐步分段提升培養(yǎng)箱內(nèi)溫度限定每段溫度提升幅度為I?3°C;所述的模擬廢水中氨氮濃度為70?210mg.L \亞硝氮的濃度為70?210mg.L \所述的氯化鈉的加入量為5?15g.L \污泥濃度為12?30g.L、2.如權(quán)利要求1所述的耐高溫厭氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法，其特征在于所述的無機(jī)鹽緩沖液組成如下=KH2PO4 5 ?20mg.L ',CaCl2.2Η20 I ?1mg.L ',MgSO4.2Η20 200 ?400mg.L \ KHC03800 ?1500mg.L 1 溶劑為水。3.如權(quán)利要求1所述的耐高溫厭氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法，其特征在于所述接種污泥體積占反應(yīng)器總體積約30 % -90 %。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述進(jìn)水中氨氮和亞硝氮的摩爾比為1:1。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種耐高溫厭氧氨氧化污泥的培養(yǎng)方法。所述方法包括：采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括進(jìn)水口、出水口和反應(yīng)器池體；以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種污泥，以含氨氮和亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，向模擬廢水中加入氯化鈉，并加入維持微生物生長(zhǎng)的無機(jī)鹽緩沖液，逐步提高反應(yīng)溫度來調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行，在厭氧、避光、溫度為40～50℃、進(jìn)水pH為6～7、水力停留時(shí)間為4～8h的條件下培養(yǎng)，所述的反應(yīng)器先在較低段的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行2～5周，再逐步分段提升培養(yǎng)箱內(nèi)溫度，反應(yīng)器在較高段溫度條件繼續(xù)運(yùn)行2～5周，如此逐級(jí)運(yùn)行。按照本發(fā)明所述方法培養(yǎng)出來的高溫厭氧氨氧化污泥活性較高，顆粒污泥性狀優(yōu)良，反應(yīng)器性能良好。
【IPC分類】C02F3/28
【公開號(hào)】CN105036321
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510405263
【發(fā)明人】金仁村, 姬玉欣, 姜曉燕, 鄧睿, 王瓊芳, 戶海燕
【申請(qǐng)人】杭州師范大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月9日