[发明专利]完成硝化过程的微生物生长促进剂及其应用

说明书

本发明涉及一种完成硝化过程的微生物生长促进剂，包括海藻糖脂、槐糖脂和鼠李糖脂等中的至少一种糖脂，优选槐糖脂，其中槐糖脂分内酯型和酸型两种，更优选酸型槐糖脂。本发明哈提供了所述微生物生长促进剂的应用，可以用于硝化细菌的培养过程中，也可以直接投加到包括硝化单元的污水处理系统中，用于提高污水处理系统的氨氮去除效果；也可以用于含氨系统的快速启动及受冲击系统的快速恢复。该促进剂配方简单，制备容易，用于硝化过程时，可以使生长缓慢的硝化细菌在短时间内快速生长繁殖，所培养的菌体具有活性高、絮凝性好、使用时间长、耐受冲击能力强等特点。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种完成硝化过程的微生物生长促进剂及其应用。

背景技术

生物脱氮方法中，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-厌氧氨氧化都需经过硝化细菌的硝化作用脱除氨氮。硝化细菌属于化能营养型微生物，生物细胞只能利用以ATP等形态保存的能量，不能直接利用化学反应所释放的自由能。在好氧代谢中，ATP主要通过呼吸链的氧化磷酸化作用合成。氨氧化磷酸化效率很低，所能产生的ATP非常有限，这些能量主要用于电子跃迁到较高能级，这使得硝化细菌生长很缓慢，世代期为8-36h。硝化细菌的细胞壁中肽聚糖含量低，蛋白质和脂肪含量高，因此对环境变化比较敏感，自然界中天然的硝化细菌适应性和耐受性比较差，在很多条件下无法与异养型微生物在生长竞争中取得优势。污水处理系统中，当活性污泥中硝化细菌含量较低时，依靠调节溶解氧和pH等环境条件无法在较短时间内快速生长繁殖，最终导致现有运行的污水处理系统脱除氨氮能力有限，在工业上通常可以采用向污水处理系统中直接投放培养好的高浓度硝化细菌来解决这一问题。无论是直接在污水处理系统中培养硝化细菌还是在污水处理系统外培养硝化细菌，其生长都很缓慢，培养周期较长。从生化水平上看，硝化反应是涉及氨单加氧酶、羟胺氧还酶和亚硝酸盐氧化酶共同催化的代谢途径，并伴随着复杂的物质和能量转化。采用生物促进剂来提高硝化细菌中这些酶的活性，则是解决硝化细菌生长慢的有效途径之一，同时可以加快硝化反应进程。

目前关于生物促进剂的研究很多，中国专利CN200510111874.5、CN200510111876.4、CN200510111877.9和CN200510111875.X分别提出了利用不同的金属盐组合而成的硝化菌生长促进剂，主要成分包括糖蜜、金属盐（铁盐、锰盐、钙盐和镁盐）和吸附剂。使用该促进剂后氨氮去除率可以提高20%以上。但由于吸附剂主要是沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤灰等物质，这些吸附剂的投加势必会增大污泥产量。CN200680027611.9公开了一种生长促进剂及延命剂，其以糖醇为有效成分，主要用于农业方面的饲养动物、培养微生物、栽培植物或蘑菇的生长促进剂及延命剂，当给予动物、植物、微生物、蘑菇等糖醇特别是赤藓醇时，具有生长促进效果、增殖效果、存活率提高效果、延命效果、修复效果等。该发明未涉及废水处理领域的微生物培养，即使适用于废水脱氮领域，由于其广谱性，在促进硝化菌生长的同时也会促进其他微生物及杂菌的生长，促进硝化菌生长的专一性不佳。

中国专利CN201410585418.3、CN201410585417.9、CN201410585482.1和CN201410585430.4等所公开的硝化细菌促进剂，主要包括金属盐和多胺类物质，可以促进硝化微生物的生长，提高处理效果。但是促进剂中金属盐含量较高，长期投加后会造成污水二次污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种完成硝化过程的微生物生长促进剂及其应用。该促进剂配方简单，制备容易，用于硝化过程时，可以使生长缓慢的硝化细菌在短时间内快速生长繁殖，所培养的菌体具有活性高、絮凝性好、使用时间长、耐受冲击能力强等特点。

本发明完成硝化过程的微生物生长促进剂，包括海藻糖脂、槐糖脂和鼠李糖脂等中的至少一种糖脂，优选槐糖脂，其中槐糖脂分内酯型和酸型两种，更优选酸型槐糖脂。

进一步地，所述促进剂还包括糖醇，所述糖醇选自甘露醇、木糖醇、乳糖醇、核糖醇、半乳糖醇、肌醇和赤藓醇等中的一种或几种，优选乳糖醇。