公布日：2023.06.23
申請日：2023.02.10
分類號：C02F3/02(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種較高氨氮廢水的短程硝化快速啟動工藝，首先根據(jù)較高氨氮廢水的短程硝化的特性在進水前進行pH、溫度、氨氮濃度及溶解氧濃度調(diào)節(jié)，使進水負荷符合微生物降解的要求，然后加入菌株NZ‑AY1，在較高氨氮濃度、30‑33℃、pH7.0‑8.5的條件下進行短程硝化快速啟動工藝，所述菌株分類命名為就地堆肥副地芽孢桿菌（Parageobacillustoebii）NZ‑AY1，已保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心，該工藝中氨氮去除效率可達95%以上，氨氧化效率可達87%至95%，抗各種沖擊負荷的能力較強，在處理系統(tǒng)中更為穩(wěn)定，同時也公開了該菌株的快速擴培工藝，操作簡單、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低，具有實際應用價值，市場前景廣闊。
權利要求書
1.一種氨氧化細菌，其分類命名為就地堆肥副地芽孢桿菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1，已保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心，保藏編號為：CGMCCNo.26235。
2.權利要求1所述氨氧化細菌在較高濃度氨氮廢水的短程硝化的快速啟動工藝中的應用。
3.根據(jù)權利要求2所述的應用，其特征在于：將就地堆肥副地芽孢桿菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1進行菌株培養(yǎng)后，加入到較高濃度氨氮廢水中，控制溫度30-33℃、pH7.0-8.5使其實現(xiàn)短程硝化的快速啟動工藝。
4.根據(jù)權利要求3所述的應用，其特征在于：就地堆肥副地芽孢桿菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1進行菌株培養(yǎng)，包括活化、轉(zhuǎn)接、擴培步驟：活化：從固體平板中挑取氨氧化細菌的單菌落，轉(zhuǎn)接至氨氧化培養(yǎng)基中，搖床轉(zhuǎn)速為130-160rpm，30-33℃搖床培養(yǎng)直至對數(shù)期；轉(zhuǎn)接：將處在對數(shù)期的氨氧化細菌液轉(zhuǎn)接至種子罐中進行培養(yǎng)，控制種子罐溫度維持在30-33℃、轉(zhuǎn)速保持在220-250rpm，溶氧DO控制在4-6mg/L，培養(yǎng)5d-10d；擴培：將種子罐培養(yǎng)的菌液按照2%-5%的接種量轉(zhuǎn)接至發(fā)酵罐中擴大培養(yǎng)，發(fā)酵罐培養(yǎng)基成分與種子罐的相同，各物化參數(shù)指標為：溫度30-33℃、轉(zhuǎn)速230-260rpm，溶氧4-6mg/L、發(fā)酵時間3-5d。
5.根據(jù)權利要求4所述的應用，其特征在于：所述的氨氧化培養(yǎng)基組分：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g，微量元素溶液1mL/L、水1000mL，pH7.8-8.5。
6.根據(jù)權利要求4所述的應用，其特征在于：種子罐的培養(yǎng)基成分為：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、FeSO4·7H2O0.001g，瓊脂20g，微量元素溶液1mL/L、水1000mL，pH7.8-8.5。
7.根據(jù)權利要求4所述的應用，其特征在于：菌株經(jīng)過培養(yǎng)后菌液有效活菌數(shù)可達109個/ml以上，發(fā)酵培養(yǎng)液出罐后包裝即可得到高效氨氧化細菌劑。
8.根據(jù)權利要求5或6所述的應用，其特征在于：所述1mL微量元素溶液中包含氯化鋅80mg，無水硫酸銅20mg，硼酸20mg，七水硫酸亞鐵100mg。
9.根據(jù)權利要求3所述的應用，其特征在于：氨氧化細菌NZ-AY1的投加量為2%-10%。
10.根據(jù)權利要求3所述的應用，其特征在于：所述較高濃度氨氮廢水中氨氮濃度為300mg/L-500mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種較高濃度氨氮廢水的短程硝化快速啟動工藝，并成功發(fā)酵一種氨氧化細菌。該菌株能夠啟動較高濃度氨氮廢水的短程硝化，同時可有效應對較高濃度氨氮廢水的短程硝化過程中出現(xiàn)的各種效率下降現(xiàn)象，具有反應快速、長期穩(wěn)定、節(jié)約成本，簡單易操作的等特點，解決較高氨氮廢水的短程硝化快速啟動工藝過程中的問題。
本發(fā)明所采用的技術方案為：一種較高濃度氨氮廢水的短程硝化快速啟動工藝，包括：廢水pH、溫度、溶解氧、游離氨的調(diào)節(jié)。首先根據(jù)氨氧化細菌的特性在進水前進行pH、溫度、氨氮濃度及溶解氧濃度調(diào)節(jié)，使進水負荷符合微生物降解的要求，其次使用實驗室篩選的氨氧化細菌NZ-AY1，在溫度控制在30-33℃、pH控制在7.0-8.5、溶氧控制在4-6mg/L的條件下進行短程硝化快速啟動工藝。
所述的較高濃度氨氮廢水中氨氮濃度為300mg/L-500mg/L。
氨氧化細菌NZ-AY1的投加量為2%-10%。
所述的氨氧化細菌，其分類命名為就地堆肥副地芽孢桿菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1，已于2022年12月25日保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心，保藏編號為：CGMCCNo.26235，地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號。
所述氨氧化細菌在較高濃度氨氮廢水的短程硝化啟動工藝中的應用：將就地堆肥副地芽孢桿菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1進行菌株培養(yǎng)后，加入到30-33℃較高濃度氨氮廢水中進行短程硝化快速啟動工藝。
就地堆肥副地芽孢桿菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1進行菌株培養(yǎng)，包括活化、轉(zhuǎn)接、擴培步驟，具體如下：1）活化：從固體平板中挑取氨氧化細菌的單菌落，轉(zhuǎn)接至氨氧化液體培養(yǎng)基中，搖床轉(zhuǎn)速為130-160rpm，30-33℃搖床培養(yǎng)直至對數(shù)期；2）轉(zhuǎn)接：將處在對數(shù)期的氨氧化細菌液轉(zhuǎn)接至種子罐中進行培養(yǎng)，控制種子罐溫度維持在30-33℃、轉(zhuǎn)速保持在220-250rpm，溶氧DO控制在4-6mg/L，培養(yǎng)5d-10d；3）擴培：將種子罐培養(yǎng)的菌液按照2%-5%的接種量轉(zhuǎn)接至發(fā)酵罐中擴大培養(yǎng)，發(fā)酵罐培養(yǎng)基成分與種子罐的相同，各物化參數(shù)指標為：溫度30-33℃、轉(zhuǎn)速230-260rpm，溶氧4-6mg/L、發(fā)酵時間3-5d。
所述的氨氧化液體培養(yǎng)基組分：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、微量元素溶液1mL/L（氯化鋅80mg，無水硫酸銅20mg，硼酸20mg，七水硫酸亞鐵100mg）、水1000mL，pH7.8-8.5。
種子罐的培養(yǎng)基成分為：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、FeSO4·7H2O0.001g、瓊脂20g、微量元素溶液1mL/L、水1000mL，pH7.8-8.5。
菌株經(jīng)過培養(yǎng)后菌液有效活菌數(shù)可達109個/ml以上，發(fā)酵培養(yǎng)液出罐后包裝即可得到高效氨氧化細菌劑。
所述氨氧化細菌在較高氨氮廢水處理中的應用，首先根據(jù)較高氨氮廢水的特性在進水前進行pH及污染物濃度調(diào)節(jié)和溶解氧濃度調(diào)節(jié)，使進水負荷符合微生物降解的要求（氨氮濃度為300mg/L-500mg/L，pH值為7.0-8.5，溶氧4-6mg/L）。其次投加實驗室篩選的氨氧化細菌株NZ-AY1，在溫度控制在30-33℃的條件下進行短程硝化工藝。
氨氧化細菌NZ-AY1的投加量為1%-10%。
所述的微生物脫氮工藝中使用的高效氨氧化細菌種(Parageobacillustoebii)NZ-AY1，本實驗室通過從泰州某河底泥中，在常溫條件下使用較高氨氮污染物篩選、并保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心。該微生物使用普通培養(yǎng)基擴培，接種濃度為5%。微生物短程硝化工藝中的停留時間為48h-72h。
本發(fā)明就地堆肥副地芽孢桿菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1菌株是從泰州某河底泥中篩選得到的，具體篩選方法如下：使用：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、FeSO4·7H2O0.001g、瓊脂20g，溶于1000mL蒸餾水中。經(jīng)高溫高壓蒸汽滅菌（120℃，20min）作為富集培養(yǎng)基，添加從泰州某河取的河泥10mL，7d后，抽取1mL放進新配置的富集培養(yǎng)基，如此重復2個周期。將初篩得到的菌落接種至氨氧化培養(yǎng)基中（(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、微量元素溶液1mL/L（氯化鋅80mg，無水硫酸銅20mg，硼酸20mg，七水硫酸亞鐵100mg）、水1000mL，pH7.8-8.5））培養(yǎng)，每隔24h測定NH4+-N、NO3--N、NO2--N含量。根據(jù)NH4+-N、NO3--N、NO2--N指標的去除效果，經(jīng)復篩得到1株具有富集較高NO2--N性能的菌株，命名為NZ-AY1。
所述菌株是橢圓狀，呈乳黃色，有莢膜，無芽孢，革蘭氏陽性，異氧，嚴格好氧，氨氮硝化試驗陽性。
菌株的培養(yǎng)條件是：取1mL菌液均勻涂布于好氧氨氧化培養(yǎng)基（(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、微量元素溶液1mL/L（氯化鋅80mg，無水硫酸銅20mg，硼酸20mg，七水硫酸亞鐵100mg）、水1000mL，pH7.8-8.5））上，將培養(yǎng)基放在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為30-33℃，培養(yǎng)時間為7d。
所述菌株在較高氨氮廢水的短程硝化快速啟動工藝中的應用。
該菌株能在溫度30-33℃的廢水生長，倍增周期為48h。
本發(fā)明中篩選出的氨氧化細菌NZ-AY1能在較高氨氮廢水中生長，在溫度30-33℃、pH7.0-8.5的控制條件下，能實現(xiàn)較高氨氮廢水短程硝化的快速啟動，同時所述菌株無需外加碳源，降解速率高。相比于其他氨氧化細菌具有氨氧化效率高、長期穩(wěn)定、低成本、低能耗、出水細菌少及水質(zhì)好的優(yōu)點。
（發(fā)明人：蔡應康;鄒希;孫秀玥;張楠;李暉斌）
