[发明专利]一种同时富集硝化细菌和反硝化细菌的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种同时富集硝化细菌和反硝化细菌的方法及其应用，所述方法包括以下步骤：将含有硝化细菌和反硝化细菌的污泥加入含有膜曝气生物反应器的池体，使所述膜曝气生物反应器内溶氧量控制在1.5～4mg/L；将COD/氨氮比为2‑7的废水分批次加入所述膜曝气生物反应器，逐步提高废水浓度，交替进行通气和曝气，使所述池体中溶氧量维持在1.5～4mg/L；将硝化细菌和反硝化细菌挂膜到膜曝气生物反应器的膜组件上，富集得到硝化细菌和反硝化细菌。通过本发明方案可以使得到的生物膜在具有较高的微生物活性和污染物处理效率，且本发明方法，运行成本低、操作方便，普遍适用于废水处理领域，有很高的应用价值，易于推广使用。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种同时富集硝化细菌和反硝化细菌的方法及其应用。

背景技术

当前市政污水处理工艺主要有物理法、化学法、物化法和生物法，其中生物法因具有较高的普适性在污水处理中应用最为广泛，如AAO、SBR或其改进形式等。而上述的AAO、SBR等生物法工艺都需要通过好氧硝化和缺氧反硝化两个阶段来实现脱氮功能。

在上述的好氧硝化与缺氧反硝化阶段过程中，发挥最主要生物脱氮作用的就是硝化菌株和反硝化菌株。其中，硝化细菌属于化能自养型微生物，它们利用CO₂、CO₃^2-、HCO₃^-等作为碳源，通过与NH₃、NH₄⁺—N或NO₂^-—N的氧化还原反应获得能量，包括能将氨氮氧化成亚硝酸盐的亚硝酸盐菌、将亚硝酸氧化成硝酸的硝酸菌及能直接将氨氮转化为硝氮的短程硝化细菌等。其中，亚硝酸盐菌主要包括亚硝酸单胞菌属(Nitrosomonas)，亚硝酸螺杆菌属(Nitrosospira)，亚硝酸叶菌属(Nitrosolobus)，亚硝酸弧菌属(Nitrosovibrio)和亚硝酸球菌属(Nitrosococcus)；硝酸菌主要包括硝酸杆菌属(Nitrobacter)，硝酸刺菌属(Nitrospina)，硝酸球菌属(Nitrococcus)和硝酸螺菌属(Nitrospira)。反硝化微生物属于兼性异养菌，主要包括大量具有腐生能力，能在缺氧条件下利用有机碳源作为电子供体，将水中NO₂^-—N、NO₃^-—N还原为氮气的微生物。自然界中最普遍的反硝化细菌所属的菌属是假单胞菌属(Pseudomonas.sp)，其次是产碱杆菌属(Alcaligenes.sp)，相对与这两个属而言，其他菌属的出现频率较低。在整个废水处理过程中，系统需要在好氧和缺氧条件之间不断切换，用以保证硝化菌和反硝化菌都能在各自事宜的环境中完成相应生化过程，实现高效的生物脱氮。

然而，在传统的生物法处理市政废水的过程中，由于硝化和反硝化菌株的生长差异，使得其在废水处理过程中的富集可能存在以下问题。首先，在废水中大量有机物存在的情况下，异养反硝化菌相较于自养硝化菌会占据较大的生长优势。反硝化菌株以有机物作为电子供体，而硝化反应速率受有机物影响，同时，由于硝化菌株和反硝化菌株对于氧的需求不统一，这使得硝化与反硝化过程难以在时间与空间上统一，硝化菌与反硝化菌难以在同一个池体中协同生长。其次，由于硝化菌自身产能少，且通过反向电子传递产生还原力(NHDH₂)的过程还会消耗大量的能量，使得其出现生长缓慢、世代时间长、受季节温度影响大的问题。最后，由于水质的原因，系统的抗冲击能力可能存在波动，高浓度NH₄⁺、NO₂^-等都会抑制硝化菌生长。且硝化过程中产生的酸度也需要及时中和，否则亦会对微生物的富集发生抑制。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种同时富集硝化细菌和反硝化细菌的方法。

本发明还提出一种具有上述同时富集硝化细菌和反硝化细菌的方法的应用。