申請日2015.09.23

　　公開(公告)日2015.12.16

　　IPC分類號C02F3/28

　　摘要

　　本發(fā)明提供了一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法，所述方法采用上流式厭氧污泥床反應器，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水，在厭氧、避光、溫度為35±1℃、進水pH為8.10±0.14、水力停留時間為0.8～2.5h的條件下培養(yǎng)至反應器運行穩(wěn)定，向進水中逐步分段加入土霉素繼續(xù)培養(yǎng)，然后向反應器中補加厭氧氨氧化顆粒污泥，培養(yǎng)至反應器內(nèi)微生物活性為初始運行時接種的厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的2～3倍，獲得耐受土霉素的厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物;按照本發(fā)明所述方法培養(yǎng)出來的厭氧氨氧化培養(yǎng)物有較好的耐受土霉素潛力，且培養(yǎng)物性狀優(yōu)良，活性高。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種耐受土霉素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：(1)采用上流式厭氧污泥床反應器，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水，在厭 氧、避光、溫度為35±1℃、進水pH為8.10±0.14、水力停留時間 為0.8～2.5h的條件下培養(yǎng)至反應器運行穩(wěn)定，向進水中逐步分段加 入土霉素繼續(xù)培養(yǎng)，直至反應器運行一段時間后，反應器內(nèi)微生物活 性與首次添加土霉素培養(yǎng)后的活性相當;(2)然后向反應器中補加厭 氧氨氧化顆粒污泥，培養(yǎng)至反應器內(nèi)微生物活性為初始運行時接種的 厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的2～3倍，獲得耐受土霉素的厭氧氨氧 化顆粒污泥培養(yǎng)物;所述模擬廢水組成為：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。

　　2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(1)所述土霉 素采用逐步分段降低濃度的方式加入，加入量以進水中土霉素的質(zhì)量 終濃度計，每次進水中加入土霉素的量為上一次添加量的50%。

　　3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：步驟(1)所述土霉 素第一次加入量以進水中土霉素終濃度計為50mg·L-1，在厭氧、避 光、溫度為35±1℃、進水pH為8.10±0.14、水力停留時間為0.8～2.5 h的條件下培養(yǎng)2周，再向進水中加入土霉素至終濃度為25mg·L-1， 繼續(xù)培養(yǎng)2周，如此逐步分段降低進水中土霉素濃度持續(xù)培養(yǎng)，直至 反應器運行2周后，反應器內(nèi)微生物活性與首次添加土霉素培養(yǎng)后的 活性相當。

　　4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：步驟(2)所述補加 厭氧氨氧化顆粒污泥的方法為采用逐漸遞增的方式添加，遞增幅度為 5%。

　　5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：步驟(2)所述補加 厭氧氨氧化顆粒污泥的方法為：首次添加時添加污泥體積為被添加反 應器有效體積的15%～20%，反應器運行25～30d后進行第二次污泥 添加，第二次添加污泥體積為被添加反應器有效體積的20%～25%， 如此重復培養(yǎng)至反應器內(nèi)微生物活性為初始運行時接種的厭氧氨氧 化顆粒污泥生物活性的2～3倍;所述每次補加的厭氧氨氧化顆粒污泥 以揮發(fā)性固體濃度VSS計的生物量為18～22g·L-1，活性為300～400 mgN·g-1VSS·d-1。

　　6.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。

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

　　8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述進水 中氨氮和亞硝氮的物質(zhì)的量之比為1:1。

　　9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法按如下步驟 進行：(1)在厭氧反應器中，在35±1℃下，接種占反應器總體積的 30%～90%的厭氧氨氧化顆粒污泥，以含266mg·L-1氨氮和266mg·L-1亞硝氮的模擬廢水為進水，采用連續(xù)流進水，水力停留時間為0.8h， 在厭氧、避光，進水pH為8.10±0.14的條件下培養(yǎng)至反應器運行穩(wěn) 定;然后采用逐步分段降低的方式加入土霉素，第一次添加土霉素至 進水中土霉素質(zhì)量終濃度為50mg·L-1，培養(yǎng)2周，然后向進水中加 入土霉素至終濃度為25mg·L-1，繼續(xù)培養(yǎng)2周，如此逐步分段降低 土霉素濃度持續(xù)培養(yǎng)，直至反應器運行2周后，反應器內(nèi)微生物活性 與首次添加土霉素培養(yǎng)后的活性相當;土霉素加入量以進水中土霉素 的質(zhì)量終濃度計，每次加入量為上一次加入量的50%;厭氧氨氧化顆 粒污泥的污泥生物量為12-30g·L-1，培養(yǎng)物活性為145mgN·g-1VSS·d-1; (2)采用逐漸遞增的方式向步驟(1)反應器中添加厭氧氨氧化顆粒 污泥，遞增幅度為5%，首次添加時添加污泥體積為被添加反應器有 效體積的15%～20%，反應器運行25～30d后進行第二次污泥添加， 第二次添加污泥體積為被添加反應器有效體積的20%～25%，如此重 復，培養(yǎng)至反應器內(nèi)微生物活性為初始運行時接種的厭氧氨氧化顆粒 污泥生物活性的2～3倍;所述每次補加的厭氧氨氧化顆粒污泥生物量 為18～22g·L-1，培養(yǎng)物活性為300～400mgN·g-1VSS·d-1。

　　說明書

　　一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法

　　(一)技術(shù)領域

　　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 及一種耐受土霉素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)勢在廢 水生物脫氮領域廣獲青睞。而在這一工藝中擔任重要使命的是厭氧氨 氧化菌。

　　目前，厭氧氨氧化生物脫氮工藝已經(jīng)成功應用于處理多種實際廢 水，其中，應用最多的是污泥消化液和污泥壓濾液的處理，且在制 革、半導體、食品加工等工業(yè)廢水和垃圾滲濾液處理方面的推廣也 逐步展開，但針對制藥、醫(yī)療、養(yǎng)殖等含抗生素廢水處理領域的應 用仍相對較少。究其原因是在這些廢水中存在一些抑制厭氧氨氧化 菌的物質(zhì)，而土霉素就是其中之一。土霉素生產(chǎn)廢水和畜禽養(yǎng)殖廢 水排放時含有較高濃度的土霉素，是較為常見的有毒廢水。由于土 霉素屬四環(huán)素類抗生素，能夠阻止肽鏈的增長和蛋白質(zhì)的合成，從 而抑制細菌的生長，因此，在使用基于厭氧氨氧化培養(yǎng)物的厭氧氨 氧化工藝對這些廢水進行脫氮處理時，有可能會面臨厭氧氨氧化菌 失活的風險，進而影響處理系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

　　因此，為了能夠擴大厭氧氨氧化工藝的應用領域，充分發(fā)揮其優(yōu) 勢，培養(yǎng)耐受土霉素的厭氧氨氧化培養(yǎng)物十分有必要。經(jīng)研究，發(fā) 現(xiàn)通過前期突增、隨后逐步降低土霉素濃度的方法能夠使厭氧氨氧 化培養(yǎng)物具備耐受土霉素的能力，再輔之以菌種添加可提高培養(yǎng)物 的活性，優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)。

　　(三)發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是為獲得耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物， 通過前期突增、隨后逐步降低土霉素濃度的方法能夠使厭氧氨氧化培 養(yǎng)物具備耐受土霉素的能力，再輔之以菌種添加策略可提高培養(yǎng)物的 活性，優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)，為厭氧氨氧化工藝在土霉素生產(chǎn)廢水和畜禽養(yǎng) 殖廢水等廢水處理領域的應用創(chuàng)造了可能，并提供了一種耐受土霉素 厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法。

　　本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

　　本發(fā)明提供一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng) 方法，所述方法為：(1)采用上流式厭氧污泥床反應器，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水，在厭氧、 避光、溫度為35±1℃、進水pH為8.10±0.14、水力停留時間為 0.8～2.5h的條件下培養(yǎng)至反應器運行穩(wěn)定后，向進水中逐步分段加入 土霉素繼續(xù)培養(yǎng)，直至反應器運行一段時間后(通常為運行2周)， 反應器內(nèi)微生物活性與首次添加土霉素培養(yǎng)后的活性相當(即活性數(shù) 據(jù)上下浮動0.5mgN·g-1VSS·d-1);(2)然后向反應器中補加厭氧氨氧 化顆粒污泥，培養(yǎng)至反應器內(nèi)微生物活性為初始運行時接種的厭氧氨 氧化顆粒污泥生物活性的2～3倍，獲得耐受土霉素的厭氧氨氧化顆粒 污泥培養(yǎng)物;所述模擬廢水組成為：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。

　　進一步，步驟(1)所述土霉素采用逐步分段降低濃度的方式加 入，加入量以進水中土霉素的質(zhì)量終濃度計，每次進水中加入土霉素 的量為上一次添加量的50%(即每次進水中加入土霉素的終濃度為上 一次加入后的土霉素質(zhì)量終濃度的50%)。

　　進一步，步驟(1)所述土霉素第一次加入量以進水中土霉素的 質(zhì)量終濃度計為50mg·L-1，在厭氧、避光、溫度為35±1℃、進水 pH為8.10±0.14、水力停留時間為0.8～2.5h的條件下培養(yǎng)2周，再 向進水中加入土霉素至終濃度為25mg·L-1，繼續(xù)培養(yǎng)2周，如此逐步 分段降低進水中土霉素濃度持續(xù)培養(yǎng)，直至反應器運行2周后，反應 器內(nèi)微生物活性與首次添加土霉素培養(yǎng)后的活性相當(即活性數(shù)據(jù)上 下浮動0.5mgN·g-1VSS·d-1)。

　　進一步，步驟(2)所述補加厭氧氨氧化顆粒污泥的方法為采用 逐漸遞增的方式添加，遞增幅度為5%。

　　進一步，步驟(2)所述補加厭氧氨氧化顆粒污泥的方法為：首 次添加時添加污泥體積為被添加反應器有效體積的15%～20%，反應 器運行25～30d后進行第二次污泥添加，第二次添加污泥體積為被添 加反應器有效體積的20%～25%，如此重復培養(yǎng)至反應器內(nèi)微生物活 性為初始運行時接種的厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的2～3倍;所述 每次補加的厭氧氨氧化顆粒污泥以揮發(fā)性固體濃度VSS計的生物量 為18～22g·L-1，活性為300～400mgN·g-1VSS·d-1。

　　進一步，優(yōu)選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。

　　進一步，步驟(1)所述厭氧氨氧化顆粒污泥的接種體積占反應 器總體積的30%～90%。

　　進一步，步驟(1)所述進水中氨氮和亞硝氮的物質(zhì)的量之比為 1:1。

　　進一步，本發(fā)明所述耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培 養(yǎng)方法按如下步驟進行：(1)采用上流式厭氧污泥床反應器，在35 ±1℃下，接種占反應器總體積的30%～90%的厭氧氨氧化顆粒污泥， 以含266mg·L-1氨氮和266mg·L-1亞硝氮的模擬廢水為進水，采用連 續(xù)流，水力停留時間為0.8h，在厭氧、避光，進水pH為8.10±0.14 的條件下培養(yǎng)至反應器運行穩(wěn)定;然后采用逐步分段降低的方式加入 土霉素，第一次添加土霉素至進水中土霉素終濃度為50mg·L-1，培 養(yǎng)2周，然后加入土霉素至進水中土霉素終濃度為25mg·L-1，繼續(xù)培 養(yǎng)2周，如此逐步分段降低土霉素濃度持續(xù)培養(yǎng);土霉素加入量以進 水中土霉素的質(zhì)量終濃度計，每次加入量為上一次加入量的50%;厭 氧氨氧化顆粒污泥的污泥生物量為12-30g·L-1，優(yōu)選16.7g·L-1，培養(yǎng) 物活性為145mgN·g-1VSS·d-1;(2)采用逐漸遞增的方式向步驟(1) 反應器中添加厭氧氨氧化顆粒污泥，遞增幅度為5%，首次添加時添 加污泥體積為被添加反應器有效體積的15%～20%，反應器運行 25～30d后進行第二次污泥添加，第二次添加污泥體積為被添加反應 器有效體積的20%～25%，如此重復，培養(yǎng)至反應器內(nèi)微生物活性為 初始運行時接種的厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的2～3倍;所述每次 補加的厭氧氨氧化顆粒污泥生物量為18～22g·L-1，活性為 300～400mgN·g-1VSS·d-1。

　　本發(fā)明以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種源，以含氨氮和亞硝氮的模 擬廢水為進水，在厭氧、避光、溫度為35±1℃、進水pH為8.10± 0.14、水力停留時間為0.8～2.5h的條件下培養(yǎng)，所述的培養(yǎng)物經(jīng)2～5 周不含土霉素的模擬廢水培養(yǎng)穩(wěn)定后，先在進水中土霉素終濃度為 50mg·L-1的條件下培養(yǎng)2周，再降低進水中土霉素終濃度至25mg·L-1， 繼續(xù)培養(yǎng)2周，如此逐步分段降低進水中土霉素濃度持續(xù)培養(yǎng)，直至 反應器運行一段時間后，反應器內(nèi)培養(yǎng)物活性保持穩(wěn)定，此時培養(yǎng)物 能夠耐受的土霉素濃度為6mg·L-1，此后保持土霉素濃度為6mg·L-1 不變進行菌種添加(即添加厭氧氨氧化顆粒污泥)，至反應器內(nèi)培養(yǎng) 物活性恢復到最初時的2～3倍即完成培養(yǎng)。

　　本發(fā)明通過前期突增、隨后逐步降低土霉素濃度的方法能夠使厭 氧氨氧化培養(yǎng)物具備耐受土霉素的能力，再輔之以菌種添加策略可提 高培養(yǎng)物的活性，優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)，試驗證明這種方法對于培養(yǎng)耐受土 霉素的厭氧氨氧化培養(yǎng)物是有效的。

　　本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：①本發(fā)明在6mg/L的土霉素條 件下仍具有較高活性，拓寬了厭氧氨氧化工藝的應用領域;②提供了 前期突增、隨后逐步降低土霉素濃度獲得耐受土霉素厭氧氨氧化培養(yǎng) 物的方法;③開拓了菌種添加提高耐受土霉素培養(yǎng)物的活性，優(yōu)化菌 群結(jié)構(gòu)的新思路。