[发明专利]活性污泥中高效硝化细菌的富集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以活性污泥为原料的高效硝化细菌的富集方法，属于生物技术领域。

背景技术

近年来，随着工农业的发展，水体的富营养化问题日益突出，氨氮废水对环境的影响已经在全球范围内引起环保领域的高度重视。

随着世界各国对外排废水达标排放要求的日趋强化以及环保执法力度的不断加强，使氨氮含量高的废水处理难度增大。各国的污水处理厂都在试图寻求技术适用、经济可行的氨氮废水的处理方法，特别是某些催化剂废水，因为其中有机物含量很少而氨氮浓度高，超出了污水排放标准。

废水中的氨氮虽然可采用气提吹脱、离子交换、化学氧化等物理化学方法进行处理，但这些方法存在副产物二次污染和效率低等问题。相比之下，生物法是控制水体氨氮污染的较好方法。

生物法中，无论是传统的硝化-反硝化，还是新型的短程硝化-反硝化及短程硝化-厌氧氨氧化工艺都需经过硝化细菌的硝化作用脱除氨氮。而硝化细菌是化能自养菌，它具有自养性、好氧性、依附性和产酸性等特点，由于硝化细菌通过氧化无机碳作为唯一的能量来源，所以它的代时长、繁殖速度慢，普通活性污泥中的硝化细菌已经无法解决高浓度以及难去除的氨氮脱除问题。因此，只有对普通活性污泥中的硝化细菌进行富集强化，才能使硝化细菌在工业上的应用成为可能。CN 1354786A公开了一种活性污泥中高浓度硝化细菌的培养方法，是以下水污泥和屎尿污泥作为接种污泥，以污泥脱水滤液或硝化脱离液为培养液，其中的氨氮浓度为100～300mg/L，氨氮浓度高于300mg/L会对菌体的生长产生抑制作用，所富集的硝化细菌不能耐受高浓度的氨氮。该方法所得的硝化细菌对于氨氮浓度高于300mg/L以上的水处理厂产生的污水，必须用海水或淡水等稀释到300mg/L以下再处理。

《同济大学学报》1999年第27卷第3期中，屈计宁等人发表的“高效硝化细菌的富集技术研究”一文，是富集用于处理氨氮浓度低于300mg/L、富含有机物的废水的硝化细菌，由于所用培养液中化学需氧量(COD)(以葡萄糖方式加入)为500～1000mg/L，这虽然有利于硝化细菌的生长，但因为所得菌群中除了含有自养菌之外，还含有其它的碳化菌等异养菌，从而影响硝化细菌进一步对高浓度氨氮的脱除。该方法所得的硝化细菌能处理氨氮容积负荷小于350gNH₃-N/m³·d废水，氨氮去除率能达到95％，若继续增大容积负荷则氨氮去除率会逐渐下降。该方法所得的硝化细菌不适合处理氨氮浓度高于300mg/L且有机物含量少、甚至不含有机物的废水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对高浓度氨氮的耐受能力强、氨氮去除率高的硝化细菌的富集方法。该方法所得到的硝化细菌能够处理氨氮含量高、有机物含量低的污水，使污水能够安全排放。

本发明硝化细菌的富集方法，采用间歇式活性污泥法，通过逐渐提高培养液氨氮浓度的方法来进行富集，所用富集培养液主要组分为无机盐，包括微量元素Fe、Mg、Na和K及缓冲液，其中NH₄⁺-N初始浓度为100mg/L～200mg/L，最终浓度为500mg/L～1200mg/L，优选为600mg/L～1000mg/L；COD≤200mg/L。

所述的富集培养液中，微量元素Fe、Mg、Na和K可采用常规的用量和常用物质引入，优选如下：Fe是以FeSO₄·7H₂O的形式加入的，Fe²⁺的浓度为2mg/L～14mg/L，最好为3～11mg/L；Mg是以MgSO₄·7H₂O的形式加入的，Mg²⁺浓度为10～20mg/L；Na是以NaCl₂、Na₂CO₃和/或NaHCO₃的形式加入，Na⁺浓度为200～1000mg/L；K是以KH₂PO₄和/或K₂HPO₄的形式加入，K⁺浓度为20～70mg/L；所述的缓冲液为KH₂ PO₄、K₂H PO₄和NaHCO₃中的一种或多种，其浓度为50～300mg/L。