[发明专利]一种硝化细菌的混合培养方法

说明书

本发明公开了一种硝化细菌的混合培养方法。该方法包括：（1）确定培养体系内溶解氧浓度的上限值记为DOmax以及相应的曝气量Q；（2）接种含有兼性生长特性的硝化细菌；（3）硝化细菌的混合培养包括自养培养阶段和混合营养培养阶段，其中通过DO浓度控制补料系统Ⅰ和补料系统Ⅱ的开启和关闭，两阶段交替进行，直至培养结束。本发明方法可以实现菌体的自动控制培养，具有培养周期短、培养效率高，所获得的硝化细菌生物量高、生物种类多、抗冲击能力强，硝化效果好。

技术领域

本发明属于环境微生物领域，具体地说涉及一种处理含氨废水的硝化细菌的混合培养方法。

背景技术

废水生物脱氮主要分为硝化和反硝化两个过程，分别由硝化细菌和反硝化细菌来完成，其中将氨氮转化为硝态氮的过程需要硝化细菌，包括亚硝酸菌属 ( nitrosomonas )及硝酸菌属 ( nitrobacter ) 两种完全不同的代谢群，形态上可以分为杆菌、球菌和螺旋菌。两类菌均为专性好气菌，在氧化过程中均以氧作为最终电子受体。大多数为专性化能自养型，不能在有机培养基上生长，例如亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）、亚硝化螺菌（Ni-trosospira）、亚硝化球菌（Nitrosococcus）、硝化球菌（Nitrococcus）等。少数兼性自养型细菌，在无机培养基上和某些有机培养基上均能生长，例如维氏硝化杆菌、硝化球菌和硝化刺菌等。

现有的硝化细菌培养技术，大多是采用自养培养的方式。如同济大学的金志刚等（硝化细菌富集技术分析及方法研究. 1998，上海环境科学，17（8）：10-19）对污泥中硝化细菌富集培养技术进行较详细的研究，结果表明：经过12-13周的富集培养，污泥中硝化细菌浓度可达2.0×10⁸(MPN)/g(MLSS)，是未经富集污泥中硝化细菌浓度的12.5-20倍。CN1354786A中公开了一种硝化细菌的高浓度培养方法；CN200710010383.0也公开了一种硝化细菌的富集方法，得到了富含硝化细菌且价格低廉的活性污泥样品。上述方法所获得的硝化细菌群落中生物种类比较单一，不利于复杂环境中应用。

有些自养生长的微生物采用混养生长后，可以获得不同的效果。杨峰峰等（铜绿微囊藻混养生长能力及其对细胞增增殖的影响研究. 2012，农业环境科学学报，31（5）：1003-1008）对不同氮磷营养水平下低光照条件中铜绿微囊藻的混养生长能力及其对细胞增殖的影响进行了系统研究，微藻混养生长可收获高于自养生长的细胞密度。但此混养的方法并不适用于氨废水微生物菌群的培养。

硝化细菌大多属于好氧自养型微生物，在供养充分的条件下，从氧化氨和亚硝酸盐过程中获得能量进而同化CO₂而生长，因此自身生长缓慢，世代时间长，特别是在生长过程中还容易受到底物浓度、溶解氧 （DO）浓度、pH等多种因素的影响，因此增值速度慢，不容易快速培养，在工业上大规模应用存在难度。对于这种对环境条件敏感、底物相对单一的好氧微生物来说，如何调控补料措施，降低底物浓度对硝化细菌的影响程度，对于菌体酶活性的提高及菌体生长速率都有重要作用。现有的技术都是采用批次补料、批次流加的方式，虽然能够将底物浓度控制在一定的范围，但是并不能实现自动控制。

CN201510635032.3公开了一种处理含氨废水的微生物菌群的生产方法，采用两级放大培养，该方法获得活性高、耐受性强的微生物菌群，可以有效处理含氨氮的工业废水。CN201611066275.0提供了一种间歇式、氨氮流加-间歇式运行交替的硝化细菌菌群筛选和富集培养方法，主要是利用间歇式运行逐渐提高初始氨氮负荷以提高氨氮氧化速率，氨氮流加-间歇式运行以维持氨氮氧化速率和实现低亚硝酸盐积累率。该方法可以在短期内实现硝化细菌菌群的筛选和富集培养，但是控制过程相对复杂，仍然不能实现自动控制补料培养。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种硝化细菌的混合培养方法。本发明方法可以实现菌体的自动控制培养，具有培养周期短、培养效率高，所获得的硝化细菌生物量高、生物种类多、抗冲击能力强，硝化效果好。

本发明提供了一种硝化细菌的混合培养方法，包括：