[发明专利]菌体回收方法、装置及驯化方法以及废水处理装置

说明书

本申请是申请日为2004年11月1日、申请号为CN200410090065.6、发明名称为“菌体回收方法、装置及驯化方法以及废水处理装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种菌体回收方法、装置及驯化方法以及废水处理装置，特别涉及用于厌氧性氨氧化法的厌氧性氨氧化细菌的回收技术和回收的厌氧性氨氧化细菌的驯化技术。

背景技术

下水或工业废水中所含的氮成分，由于是造成湖泊富营养化及降低河流的溶存氧的原因等，需要去除氮成分。下水或工业废水中所含的氮成分，是以氨性氮、亚硝酸性氮、硝酸性氮、有机性氮为主的氮成分。

以往，这种废水，如果氮浓度低，采用离子交换法去除，也采用氯、臭氧的氧化，但在中高浓度的情况下，采用生物处理，一般在以下条件下运转。

在生物处理中，进行利用好氧硝化和厌氧脱氮的硝化·脱氮处理，在好氧硝化中，进行利用氨氧化细菌(Nitrosomonas，Nitrosococcus，Nitrosospira，Nitrosolobuss等)和亚硝酸氧化细菌(Nitrobactor，Nitrospina，Nitrococcus，Nitrospira等)的氨性氮或亚硝酸性氮的氧化，另外，在厌氧脱氮中，进行利用从属营养细菌(Pseudomonas denitrificans等)的脱氮。

此外，进行好氧硝化的硝化槽，在负荷0.2～0.3kg-N/m³/天的范围内运转。要处理总氮浓度30～40mg/L的下水，在硝化槽，需要6～8小时的滞留时间，在脱氮槽，需要5～8小时，需要大规模的处理槽。此外，对于只含无机质的工业废水中，按与上述同样的负荷，设计硝化槽或脱氮槽，但脱氮需要有机物，添加为氮浓度3～4倍的甲醇。因此，不仅起始成本，而且还存在要求高的运转成本的问题。

对此，最近，利用厌氧性氨氧化法的除氮方法引人注目(例如，专利文献1、2)。该厌氧性氨氧化法，是以氨作为氢供给体，以亚硝酸作为氢受体，利用厌氧性氨氧化细菌，按以下的反应式，同时脱氮氨和亚硝酸的方法。

(反应式1)

1.0NH₄⁺+1.32NO₂^-+0.066HCO₃^-+0.13H⁺→1.02N₂+0.26NO₃^-+0.066CH₂O_0.5N_0.15+2.03H₂O

如果采用该方法，由于以氨作为氢供给体，因此具有能够大幅度削减脱氮使用的甲醇等的使用量，或能够削减污泥发生量等优点，作为今后的除氮方法，认为是有效的方法。

专利文献1：特开2001-37467号公报

专利文献2：特开2003-24990号公报

但是，难于使在该厌氧性氨氧化法中使用的厌氧性氨氧化细菌附着在载体上，或驯化(增殖)，此外，由于非常需要时间，给实用化造成大的障碍。

即，担当厌氧性氨氧化反应的该细菌群，其详细情况不明，报告了Planctomycet，报道增殖速度极慢，为0.001h^-1(Strous，M.et al.：Nature，400，446(1999)。

此外，在专利文献2中，该细菌的比增殖速度为0.02～0.05Day^-1范围的非常小的值，要得到2倍的菌体量，需要多达14～35天的培养天数的报道。

此外，要在载体上固定厌氧性氨氧化细菌，首先，需要在固定化材料上附着该菌，进行培养，但如上所述，由于增殖速度慢，该附着阶段也需要长的时间。

另外，关于采用厌氧性氨氧化细菌的除氮系统的实际生产装置，在国内尚无运转例。因此，在实际开始生产时，从活性污泥等，需要长时间的驯化时间，开始运转，或在设施生产厂家，需要培养厌氧性氨氧化细菌的培养设施。

根据以上情况，在采用厌氧性氨氧化细菌的废水处理系统的开始运转时，需要在以往的排水处理的驯化中尚未解决的长时间的驯化时间。

此外，在实用化时，存在设施巨大，运转中不仅需要高额的设备费用和运转管理费用，而且还需要调整大量氮排水。

发明内容