[发明专利]一种用于好氧反硝化的复合菌剂及其制备方法

说明书

本发明属于污染物处理领域，更具体地说，涉及一种用于好氧反硝化的复合菌剂及其制备方法。本发明通过调整多阶段发酵时的发酵温度，基于温度曲线对发酵温度进行精准调控，控制微生物发酵方向；本发明还通过温控技术结合多级发酵技术，制备好氧反硝化复合菌剂。本发明工艺流程简单，适用于工业化生产，控制成本低，制备所得的复合菌剂可以减少污泥产生量和药剂投加量，具有降低污水处理运营成本的潜力。

技术领域

本发明属于污染物处理领域，更具体地说，涉及一种用于好氧反硝化的复合菌剂及其制备方法。

背景技术

20世纪80年代，Robertson等首次报道了好氧反硝化细菌和好氧反硝化酶系的存在。好氧反硝化细菌生长过程中，O₂和NO₃共同存在时，其生长速率比两者单独存在时都高。目前已经有多位研究者成功分离出反硝化细菌，例如非专利文献1中公开的施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri TR₂)、Pseudomonassp.strain K₅₀，非专利文献2中公开的施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeriSU₂)，非专利文献3中公开的粪产碱菌(Alcaligenesfaecalis strain NR)以及非专利文献4中公开的粪产碱菌(Alcaligenes faecalis C16)。

好氧反硝化是指在有氧条件下，好氧反硝化细菌将硝氮、亚硝氮转化为气态氮的过程。研究表明，大部分具有好氧反硝化功能的细菌，同时也具有异养硝化的能力。异养硝化-好氧反硝化细菌可以在好氧条件下完成NH₄⁺-N到含氮气体的转化。此外，这类细菌在脱氮的同时还具有去除COD的能力。好氧反硝化菌的发现为生物脱氮等技术提供了崭新的思路。异养硝化是指有机化能营养型微生物，将氨、羟胺及-3价有机氮化合物转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程。

存在于废水生物处理池中的好氧反硝化菌对废水生物脱氮有一定的贡献，含有脱氮副球菌的活性污泥对人工合成废水进行处理时，当进水NO₃^--N浓度高达425mg/L时，获得了85％的NO₃^--N的去除效率。

对于菌群的扩培，在工业发酵过程中，通常通过调整发酵温度、发酵液的溶解氧(Dissolved Oxygen，DO)浓度等参数来控制发酵过程。例如专利文献1通过控制氧气浓度来调节微生物的氧传质速率，进而提高有氧生物合成效率。又例如专利文献2中通过监测采集发酵温度信号，反馈至处理器中，进而实现对温度的控制。

而对于好氧反硝化菌的培养，通常使用原位培养法。例如专利文献3中公开了一种在好氧池中培养硝化菌的方法，通过控制pH、温度、溶解氧等条件，培养硝化菌，并将其应用于后续的污水处理中。但该方法培养周期长，无法实现即投即用的效果。专利文献4中使用多次转移扩培的方式实现快速扩培，但是由于需要对菌液进行多次转移，增加了杂菌污染的风险。

因此，需要在达到可接受的生产率、安全性、资本成本(资本效率)和操作成本的同时，提出一种可工业应用的制备好氧反硝化菌剂的控制方法。

专利文献1：CN111836898A、公开日2020-10-27、用于在连续有氧发酵中控制溶解氧浓度的方法；

专利文献2：CN103941769A、公开日2014-07-23、一种菌种发酵温度控制系统及方法；

专利文献3：CN101468852B、公开日2011-01-19、好氧同步硝化反硝化处理焦化废水的方法；

专利文献4：CN110484474A、公开日2019-11-22、一种好氧反硝化菌的现场快速扩培方法；