申請(qǐng)日2015.09.29

　　公開(kāi)(公告)日2016.01.20

　　IPC分類號(hào)C02F3/28

　　摘要

　　本發(fā)明提供了一種耐受硫化物厭氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法，所述方法為：采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種源，以含氨氮和亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，在厭氧、避光、溫度為35±1℃、進(jìn)水pH為8.10±0.14、水力停留時(shí)間為0.8～1.6h的條件下培養(yǎng)，所述的顆粒污泥經(jīng)2～5周不含硫化物的模擬廢水培養(yǎng)至反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定，此后采用前期逐步降低及后期逐步提高濃度的方式加入硫化物，每個(gè)濃度條件下培養(yǎng)2～14周，至反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥達(dá)到能夠耐受的濃度且在此濃度下活性較高，即達(dá)到初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)顆粒污泥活性的80%～90%完成培養(yǎng);按照本發(fā)明所述方法培養(yǎng)出來(lái)的厭氧氨氧化顆粒污泥有較好的耐受硫化物能力，且污泥性狀優(yōu)良，活性較高。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種耐受硫化物厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法，其特征在于所述方法為：采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種源，以含氨氮和亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，在厭氧、避光、溫度為35±1℃、進(jìn)水pH為8.10±0.14、水力停留時(shí)間為0.8～1.6 h的條件下培養(yǎng)2～5周至反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后，以逐步分段降低濃度的方式向進(jìn)水中加入硫化物，繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的60%～70%;然后以逐步分段升高濃度的方式向進(jìn)水中加入硫化物，繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的80～90%，即獲得耐受硫化物的厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物;所述的模擬廢水組成為：氨氮70～280mg·L-1，亞硝氮70～280mg·L-1，KH2PO45～20mg·L-1， CaCl2·2H2O1～10mg·L-1，MgSO4·2H2O200～400mg·L-1，KHCO3800～1500mg·L-1，溶劑為水;所述硫化物每次的加入量以進(jìn)水中S2-質(zhì)量終濃度計(jì)為8～40mg·L-1;所述厭氧氨氧化顆粒污泥生物量為 12～30g·L-1。

　　2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述硫化物為Na2S。

　　3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述硫化物采用前期逐步降低硫化物濃度及后期逐步提高硫化物濃度的方式加入，加入量以進(jìn)水中S2-的質(zhì)量終濃度計(jì)，所述前期逐步降低硫化物濃度的降低幅度為50%;所述后期逐步提高硫化物濃度的幅度為60～80%。

　　4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述硫化物加入方法為：首次向進(jìn)水中加入硫化物使S2-質(zhì)量終濃度為32mg·L-1，35±1℃ 培養(yǎng)2周，再向進(jìn)水中添加硫化物使S2-質(zhì)量終濃度為16mg·L-1，35 ±1℃培養(yǎng)2周，逐步降低進(jìn)水中硫化物濃度繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的 60%～70%;然后向進(jìn)水中添加硫化物使S2-質(zhì)量終濃度16mg·L-1，以 60～80%的增幅向進(jìn)水中添加硫化物，繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的80～90%。

　　5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的模擬廢水組成如下：氨氮70～280mg·L-1，亞硝氮70～280mg·L-1，KH2PO410mg·L-1， CaCl2·2H2O7.4mg·L-1，MgSO4·2H2O300mg·L-1，KHCO31250mg·L-1，溶劑為水。

　　6.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述厭氧氨氧化顆粒污泥的接種體積占反應(yīng)器總體積的30%～90%。

　　7.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述進(jìn)水中氨氮和亞硝氮的物質(zhì)的量之比為1:1。

　　8.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所述方法按如下步驟進(jìn)行：采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，在35±1℃下，接種占反應(yīng)器總體積的30%～90%的厭氧氨氧化顆粒污泥，以含266mg·L-1氨氮和266 mg·L-1亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，采用連續(xù)流進(jìn)水，在水力停留時(shí)間為0.8～1.6h、厭氧、避光，進(jìn)水pH為8.10±0.14的條件下培養(yǎng)至反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定;向進(jìn)水中加入硫化物使S2-質(zhì)量終濃度為32mg·L-1，培養(yǎng)2周，再向進(jìn)水中添加硫化物使S2-質(zhì)量終濃度為16mg·L-1，培養(yǎng)2周，逐步降低進(jìn)水中硫化物濃度繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的60%～70%;然后向進(jìn)水中添加硫化物使S2-質(zhì)量終濃度16mg·L-1，以60～80%的增幅向進(jìn)水中添加硫化物，繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行時(shí)接種的厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的80～90%;所述接種厭氧氨氧化顆粒污泥的生物量為16.7g·L-1，活性為245mgN·g-1VSS·d-1。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種耐受硫化物厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法

　　(一)技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法，特別涉及一種耐受硫化物厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法。

　　(二)背景技術(shù)

　　厭氧氨氧化作為一種新型生物脫氮工藝，以高效低耗的優(yōu)勢(shì)在廢水生物脫氮領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。而承擔(dān)這一工藝核心角色的是厭氧氨氧化菌。

　　目前，厭氧氨氧化生物脫氮工藝已經(jīng)成功應(yīng)用于處理多種實(shí)際廢水。其中，應(yīng)用最多的是污泥消化液和污泥壓濾液的處理，但針對(duì)含有硫化物的厭氧消化出水的處理仍舊是其應(yīng)用于工程的技術(shù)難題。許多工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水和城市廢水都有含氮污染物和含硫污染物，在這些廢水的生物處理中，含硫化合物(主要是硫酸鹽)則可被轉(zhuǎn)化為硫化物，硫化物能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生重大危害，其在水中會(huì)解離出S2-離子，與H+結(jié)合產(chǎn)生H2S，H2S是硫化物的致毒形態(tài)，能以擴(kuò)散方式進(jìn)入細(xì)胞，通過(guò)在多肽之鍵插入硫鍵和二硫鍵使蛋白質(zhì)變性，干擾多種輔酶中硫的橋連和同化作用，抑制細(xì)菌的活性。硫化物能夠抑制厭氧氨氧化菌的活性，但對(duì)厭氧氨氧化菌的效應(yīng)在不同的研究中有所差異，在硝酸、亞硝酸鹽存在的厭氧氨氧化工藝系統(tǒng)中也有可能存在同步脫氮除硫反應(yīng)，厭氧氨氧化菌和其它菌群間可能具有復(fù)雜的生態(tài)關(guān)系。因此，在采用基于厭氧氨氧化菌的厭氧氨氧化工藝處理這些廢水時(shí)，需考慮到硫化物對(duì)厭氧氨氧化污泥的綜合作用，特別是長(zhǎng)期作用。

　　因此，為了能夠深入發(fā)掘厭氧氨氧化菌的應(yīng)用領(lǐng)域，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)耐受硫化物的厭氧氨氧化顆粒污泥十分有必要。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)前期逐步降低硫化物濃度的適應(yīng)期及后期逐步提高硫化物濃度的馴化期，能夠使厭氧氨氧化顆粒污泥具備耐受硫化物的能力，且污泥活性較高。

　　(三)發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是為獲得耐受硫化物厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法，經(jīng)過(guò)前期逐步降低硫化物濃度的適應(yīng)期及后期逐步提高硫化物濃度的馴化期，能夠使厭氧氨氧化顆粒污泥具備耐受硫化物的能力，且活性較高，為厭氧氨氧化工藝在含硫化物的工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水和城市廢水，特別是含硫化物的厭氧消化出水等廢水處理的應(yīng)用創(chuàng)造了可能。

　　本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

　　一種耐受硫化物厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法，所述方法為：采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種源，初始運(yùn)行前檢測(cè)微生物活性，以含氨氮和亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，在厭氧、避光、溫度為35±1℃、進(jìn)水pH為8.10±0.14、水力停留時(shí)間為0.8～1.6h的條件下培養(yǎng)2～5周至反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后，向進(jìn)水中逐步分段加入硫化物Na2S，繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的80～90%，即獲得耐受硫化物的厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物;所述的模擬廢水組成為：氨氮70～280mg·L-1，亞硝氮70～280mg·L-1，KH2PO45～20mg·L-1， CaCl2·2H2O1～10mg·L-1，MgSO4·2H2O200～400mg·L-1，KHCO3800～1500mg·L-1，溶劑為水;所述硫化物每次的加入量以進(jìn)水中S2-質(zhì)量終濃度計(jì)為8～40mg·L-1;所述厭氧氨氧化顆粒污泥以揮發(fā)性固體濃度VSS計(jì)的生物量為12～30g·L-1。

　　進(jìn)一步，所述硫化物為Na2S。

　　進(jìn)一步，所述硫化物采用前期逐步降低硫化物濃度及后期逐步提高硫化物濃度的方式加入，加入量以進(jìn)水中S2-的質(zhì)量終濃度計(jì)，所述前期逐步降低硫化物濃度的降低幅度為50%;所述后期逐步提高硫化物濃度的幅度為60～80%，每個(gè)濃度條件下培養(yǎng)2～14周。

　　跟進(jìn)一步，所述硫化物加入方法為：首次向進(jìn)水中加入硫化物使 S2-質(zhì)量終濃度為32mg·L-1，35±1℃培養(yǎng)2周，再向進(jìn)水中添加硫化物使S2-質(zhì)量終濃度為16mg·L-1，35±1℃培養(yǎng)2周，逐步降低進(jìn)水中硫化物濃度繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的60%～70%;然后向進(jìn)水中添加硫化物使 S2-質(zhì)量終濃度16mg·L-1，以60～80%的增幅向進(jìn)水中添加硫化物，繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的80～90%。

　　進(jìn)一步，所述的模擬廢水組成如下：氨氮70～280mg·L-1，亞硝氮70～280mg·L-1，KH2PO410mg·L-1，CaCl2·2H2O7.4mg·L-1， MgSO4·2H2O300mg·L-1，KHCO31250mg·L-1，溶劑為水。

　　進(jìn)一步，所述厭氧氨氧化顆粒污泥的接種體積占反應(yīng)器總體積的 30%～90%。

　　進(jìn)一步，所述進(jìn)水中氨氮和亞硝氮的物質(zhì)的量之比為1:1。

　　本發(fā)明所述耐受硫化物厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法按如下步驟進(jìn)行：采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，在35±1℃下，接種占反應(yīng)器總體積的30%～90%的厭氧氨氧化顆粒污泥，以含266 mg·L-1氨氮和266mg·L-1亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，采用連續(xù)流，在水力停留時(shí)間為0.8～1.6h，厭氧、避光，進(jìn)水pH為8.10±0.14的條件下培養(yǎng)至反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定;次向進(jìn)水中加入硫化物使S2-質(zhì)量終濃度為32mg·L-1，培養(yǎng)2周，再向進(jìn)水中添加硫化物使S2-質(zhì)量終濃度為16mg·L-1，培養(yǎng)2周，逐步降低進(jìn)水中硫化物濃度繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的60%～70%;然后向進(jìn)水中添加硫化物使S2-質(zhì)量終濃度16mg·L-1，以60～80%的增幅向進(jìn)水中添加硫化物，繼續(xù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的80～90%;所述厭氧氨氧化顆粒污泥的生物量為16.7g·L-1，活性為245 mgN·g-1VSS·d-1。

　　本發(fā)明通過(guò)前期逐步降低及后期逐步提高硫化物濃度的方法，使厭氧氨氧化顆粒污泥經(jīng)過(guò)適應(yīng)期和馴化期從而能夠具備耐受硫化物的能力，且顆粒污泥活性較高，試驗(yàn)證明這種方法對(duì)于培養(yǎng)耐受硫化物的厭氧氨氧化顆粒污泥是有效的。

　　本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：①培養(yǎng)的顆粒污泥可耐受40 mg·L-1硫化物，拓寬了厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用領(lǐng)域;②顯著縮短了馴化培養(yǎng)周期。