專利名稱：一種亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群的培養(yǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群的培養(yǎng)方法。
背景技術(shù)：
廢水的生物脫氮主要依靠活性污泥中的硝化菌和反硝化菌共同作用，最終將污水中各種形態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮而從水中逸出。從硝化過程來看，氨氮(NH3-N)被氧化成亞硝酸鹽氮(NO2-N)和硝酸鹽氮(NO3-N)是由兩類獨(dú)立的細(xì)菌完成的兩個(gè)不同反應(yīng)，應(yīng)該可以分開。從反硝化過程來看，NO2-N和NO3-N均可以作為最終電子受體。因而整個(gè)生物脫氮過程可以通過NH3-N轉(zhuǎn)化為NO2-N再轉(zhuǎn)化為N2的途徑來完成。短程硝化反硝化生物脫氮技術(shù)，又稱亞硝酸型生物脫氮技術(shù)，就是將硝化過程控制在NO2-N階段而終止，隨后進(jìn)行亞硝酸鹽反硝化脫氮。與傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)相比，短程硝化-反硝化生物脫氮技術(shù)能縮短水力停留時(shí)間，可節(jié)省25%的能耗和40%的碳源，同時(shí)可以減少剩余污泥處理量。因此，短程硝化-反硝化生物脫氮技術(shù)已成為污水生物脫氮領(lǐng)域的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。特別是將該技術(shù)應(yīng)用于處理高氨氮低碳氮比污水，如催化劑生產(chǎn)含氨廢水、尿素生產(chǎn)含氨廢水等具有重要的實(shí)際意義。杜兵等(新型亞硝化工藝開發(fā)研究，給水排水，2006，32 (9))采用長污泥齡、低氧工藝控制亞硝化反應(yīng)，使得氨氧化細(xì)菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，成功地開發(fā)出了一種新型亞硝化工藝，但是該工藝的氨氮轉(zhuǎn)換率平均為68. 1%，亞硝酸鹽氮生成率為63. %。高大文等(SBR 法短程硝化-反硝化生物脫氮工藝的研究，環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2003，4 (6))利用較高溫度下硝酸菌的生長速率明顯低于亞硝酸菌的生長速率這一特征，通過控制反應(yīng)器內(nèi)混合液溫度在31 士 1°C條件下，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定持久的亞硝酸鹽積累，該研究是利用豆制品廢水為研究對(duì)象，不屬于高濃度氨氮廢水的處理。Gent微生物生態(tài)實(shí)驗(yàn)室利用亞硝酸菌對(duì)溶解氧的親和力較硝酸菌強(qiáng)這一動(dòng)力學(xué)特性差異，在低溶解氧條件下實(shí)現(xiàn)逐步淘汰硝酸菌達(dá)到短程硝化的目的，由此提出了 OLAND工藝。但在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，DO濃度很難穩(wěn)定地控制在所需要的低濃度范圍，一旦DO濃度高，短程硝化就會(huì)向全程硝化轉(zhuǎn)化。CN1785843A公開了一種實(shí)現(xiàn)低C/N比高濃度氨氮廢水短程硝化的方法，該方法是利用厭氧顆粒污泥培育的硝化顆粒污泥作為接種物、采用逐漸提高基質(zhì)氨氮濃度來實(shí)現(xiàn)的，厭氧顆粒污泥雖然具有培養(yǎng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，但在后續(xù)的好氧短程硝化過程中，仍然存在短程硝化向全程硝化轉(zhuǎn)化的不足。CN101423^K)A公開了常溫下全程硝化生物脫氮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)短程硝化的方法，該方法分為 4個(gè)階段，每一個(gè)階段的DO水平都控制的0. 5 0. 8，主要是通過控制限氧曝氣使系統(tǒng)DO 處于較低水平，在同時(shí)含有亞硝酸菌和硝酸菌的系統(tǒng)中保持亞硝酸菌的正常代謝和增值， 不斷抑制硝酸菌活性，最終實(shí)現(xiàn)短程硝化。然而在實(shí)際污水處理過程中，即使供氧量相同， 由于生物量的不同及生物活性的不同導(dǎo)致硝化過程的耗氧量也不同，以及大型生物反應(yīng)器很難達(dá)到溶解氧非常均勻的效果，所以DO水平很難有效控制在0. 5 0. 8mg/L這個(gè)范圍， 一旦溶解氧濃度沒有控制好就會(huì)影響短程硝化的穩(wěn)定性。通常情況下，氨氧化過程形成的亞硝酸鹽可以完全被氧化成硝酸鹽。雖然通過控制外界條件如溫度、溶解氧、PH和污泥齡等因素會(huì)導(dǎo)致硝化過程中HNO2積累，但大多數(shù)都處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，出現(xiàn)亞硝酸鹽積累后如何維持其長期穩(wěn)定存在是短程生物脫氮技術(shù)的關(guān)鍵，目前的研究結(jié)果表明，只有高溫的控制手段可以達(dá)到較好的穩(wěn)定性。有些條件如高溫等在實(shí)際工程中也難以實(shí)現(xiàn)，所以到目前為止，經(jīng)no2_-N途徑在實(shí)際工程中實(shí)現(xiàn)生物脫氮的成功應(yīng)用并不多見。只有荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)開發(fā)的SHARON工藝僅用來處理污水處理廠中污泥消化液，該工藝基于高溫(30 35°C )下亞硝酸菌的比增長速率大于硝酸菌實(shí)現(xiàn)短程硝化，利用這兩類硝化細(xì)菌生長速率不同的控制策略決定了該工藝只能應(yīng)用于高溫廢水，從而局限了它的應(yīng)用。而對(duì)于大多數(shù)污水處理工程來說，大水量升溫并保持在30 35°C成為該工藝大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。從選擇性抑制的影響來說，許多研究者發(fā)現(xiàn)0.6mg/L 的游離氨(FA)幾乎可以全部抑制硝酸菌的活性，但是硝酸菌具有變異和適應(yīng)能力，一旦適應(yīng)了高濃度的FA就會(huì)慢慢積累使短程硝化系統(tǒng)不穩(wěn)定，并且穩(wěn)定的FA濃度控制對(duì)于污水處理場(chǎng)來說也是不現(xiàn)實(shí)的。在實(shí)現(xiàn)短程硝化之前進(jìn)行亞硝化菌富集是實(shí)現(xiàn)短程硝化的適宜手段，篩選富集亞硝化菌的方法與短程硝化的條件相近，基本方法就是通過控制溫度、DO、pH等條件，使硝酸菌數(shù)量減少，而亞硝化菌數(shù)量增加，但仍存在同樣的長期使用時(shí)的穩(wěn)定性問題。祖波等(普通活性污泥富集好氧氨氧化菌試驗(yàn)，重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，28 (2))在pH7. 8 8. 3、DO控制在0. 8 1. ^iig/L、溫度控制在30士2°C條件下，采用逐漸提高進(jìn)水氨氮濃度的方式進(jìn)行好氧氨氧化菌的富集，該富集方法可以顯著提高亞硝化菌的數(shù)量，但使用該亞硝化菌處理高氨氮廢水時(shí)的長期穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
目前短程硝化采用低溶解氧(DO)、高溫、高pH、抑制因子等因素來控制或篩選亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群，由于條件變化使短程硝化向全程硝化轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象無法有效控制。針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群的培養(yǎng)方法，解決短程硝化在實(shí)際應(yīng)用中遇到的不穩(wěn)定等難題，同時(shí)能縮短硝化過程的啟動(dòng)時(shí)間，能快速改變硝化反應(yīng)進(jìn)程，能拓展短程硝化的應(yīng)用范圍，為短程硝化工藝真正應(yīng)用到實(shí)際工程中提供了保障。本發(fā)明亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群的培養(yǎng)方法包括以下三個(gè)培養(yǎng)階段第一階段富集亞硝酸菌和硝酸菌的混合菌群，獲得氨氮去除率達(dá)90%以上的硝化菌群。第二階段采用高溫培養(yǎng)與常溫培養(yǎng)交替進(jìn)行的方法，進(jìn)行硝酸菌淘洗，逐漸提高亞硝酸菌的優(yōu)勢(shì)地位，高溫培養(yǎng)與常溫培養(yǎng)的交替培養(yǎng)方法進(jìn)行2 6次。至亞硝化率大于50%，優(yōu)選大于75%時(shí)轉(zhuǎn)入第三階段培養(yǎng)。常溫培養(yǎng)條件為溫度為15 30°C，優(yōu)選為 20 ^°C，溶解氧0. 1 ;3mg/L，pH值6 9，培養(yǎng)時(shí)間為5 30天；高溫培養(yǎng)的條件為 溫度比常溫培養(yǎng)溫度高2 20°C，優(yōu)選高3 10°C，溶解氧0. 1 ;3mg/L，pH值6 9，培養(yǎng)時(shí)間為5 30天。高溫培養(yǎng)過程進(jìn)行到適宜時(shí)間后，培養(yǎng)體系中出現(xiàn)明顯泡沫時(shí)，可以從高溫培養(yǎng)轉(zhuǎn)為常溫培養(yǎng)，常溫培養(yǎng)結(jié)束后排水更換新鮮培養(yǎng)液進(jìn)入下一輪高溫培養(yǎng)。高溫培養(yǎng)轉(zhuǎn)為常溫培養(yǎng)時(shí)可以排水更換新鮮培養(yǎng)液，也可以不更換新鮮培養(yǎng)液。第三階段改變?nèi)芙庋鹾蚿H條件進(jìn)行硝酸菌的進(jìn)一步淘洗和亞硝酸菌的穩(wěn)定性馴化，直到亞硝化率穩(wěn)定在65%以上，優(yōu)選穩(wěn)定在75%以上，結(jié)束一個(gè)周期的培養(yǎng)，可獲得亞硝化菌占優(yōu)勢(shì)的菌群，然后進(jìn)行保藏備用。第一階段硝化菌群的富集培養(yǎng)方法和過程可以采用現(xiàn)有任何方法，如中國專利 CN200710010383. 0。第二階段硝酸菌受到高溫的刺激后，耐受能力差的部分菌體自溶釋放大量的胞外分泌物，以系統(tǒng)培養(yǎng)液中出現(xiàn)大量泡沫作為標(biāo)志。釋放的分泌物同時(shí)有利于活性菌體的絮凝。給予常溫條件保證菌群的正常代謝和生長增殖，常溫培養(yǎng)后排水，更換新鮮培養(yǎng)液進(jìn)行下一次的高溫培養(yǎng)，當(dāng)有菌體自溶后再次給予常溫條件，以此反復(fù)淘洗和培養(yǎng)，兩次排水之間采用補(bǔ)加料液的方式，兩次排水之間可以補(bǔ)料2 8次，當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于IOOmg/ L時(shí)可以補(bǔ)料至氨氮濃度達(dá)到500mg/L以上。新鮮培養(yǎng)液中氨氮濃度為100mg/L 1500mg/ L，優(yōu)選為 500 1000mg/L。第三階段所述的改變?nèi)芙庋鹾蚿H條件是指每隔適宜時(shí)間改變?nèi)芙庋鯘舛群蚿H值控制范圍，總的溶解氧濃度控制在0. 1 ;3mg/L，總的pH控制范圍為7. 5 9. 0。高DO和高PH條件下的硝酸菌進(jìn)一步淘洗，不同濃度范圍DO和pH對(duì)亞硝酸菌進(jìn)行硝化能力和耐受能力穩(wěn)定性馴化。培養(yǎng)液同樣采用補(bǔ)料和換排水交替進(jìn)行的方式，當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于15mg/L時(shí)排水更換新鮮培養(yǎng)液，排水次數(shù)可以為2 10次，兩次排水之間可以補(bǔ)料2 8次，當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于100mg/L時(shí)可以補(bǔ)料至氨氮濃度達(dá)到500mg/L以上。亞硝化菌占優(yōu)勢(shì)的菌群中，亞硝化菌含量可以達(dá)到80%以上。本發(fā)明方法利用硝酸菌和亞硝酸菌生長條件的差異進(jìn)行調(diào)控，有效進(jìn)行硝酸菌的淘洗促進(jìn)亞硝酸菌的優(yōu)勢(shì)生長，最終成功實(shí)現(xiàn)亞硝酸優(yōu)勢(shì)菌群的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)歷上述高溫-常溫篩選培養(yǎng)過程得到的亞硝酸優(yōu)勢(shì)菌群，具有硝化活性高，沉降性能好，菌體耐受能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是具有較強(qiáng)的耐沖擊性和長期穩(wěn)定的亞硝化能力，適用條件范圍寬，對(duì)亞硝化條件控制精度要求降低，該培養(yǎng)過程既保證菌群能夠適應(yīng)各種溶解氧環(huán)境，又能夠保證短程硝化的穩(wěn)定進(jìn)行，真正解決實(shí)際工程問題，可以直接用于短程硝化反硝化及短程硝化厭氧氨氧化的組合工藝中，特別適合處理低碳氮比高氨氮廢水。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出了一種亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群的培養(yǎng)方法。該方法獲得的亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群具有較高的氨氮去除率和亞硝酸鹽生成速率，具有較強(qiáng)的耐受性和適應(yīng)性，具有較好的抗沖擊性和穩(wěn)定性；可以直接用于氨氮廢水處理或者在系統(tǒng)受到?jīng)_擊后作為微生物進(jìn)行補(bǔ)充， 起到快速修復(fù)的作用。本發(fā)明提出的一種亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群的培養(yǎng)方法，可以通過以下三個(gè)培養(yǎng)階段來實(shí)現(xiàn)第一階段采用如中國專利CN200710010383. 0中等現(xiàn)有技術(shù)所述適宜的方法富集硝化菌群，獲得氨氮去除率達(dá)90%以上的亞硝酸菌和硝酸菌的混合菌群。第二階段在高溫條件下進(jìn)行硝酸菌的淘洗，高溫培養(yǎng)過程中晝夜溫差為2 8°C。培養(yǎng)過程中當(dāng)培養(yǎng)液第一次出現(xiàn)明顯泡沫時(shí)改為常溫進(jìn)行亞硝酸菌培養(yǎng)，常溫培養(yǎng) 1 2周后排水，更換新鮮培養(yǎng)液后再改為高溫培養(yǎng)，當(dāng)再次出現(xiàn)明顯泡沫后再進(jìn)行常溫恢復(fù)培養(yǎng)，直到硝化產(chǎn)物中有75%為亞硝酸鹽氮時(shí)轉(zhuǎn)入第三階段培養(yǎng)，此時(shí)亞硝酸菌已經(jīng)成為優(yōu)勢(shì)菌群。培養(yǎng)過程中兩次換排水之間進(jìn)行多次補(bǔ)料，當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于IOOmg/L時(shí)補(bǔ)加氨氮溶液或者高濃度氨氮廢水至氨氮濃度達(dá)到500 1500mg/L。第三階段培養(yǎng)過程中每隔8 24h改變?nèi)芙庋鹾蚿H條件，可以按溶解氧含量和 PH逐步提高的方式培養(yǎng)，也可以隨機(jī)交替條件進(jìn)行培養(yǎng)，可以分2 6次改變培養(yǎng)條件。 如，溶解氧可以由0.2 1. Omg/L提高到0. 6 ang/L再提高到1. 5 5mg/L，pH可以由 7. 5 7. 8提高到7. 8 8. 5再提高到8. O 9. O。不同溶解氧的控制濃度和不同pH的控制范圍進(jìn)行調(diào)整，高DO和高pH進(jìn)行硝酸菌的淘洗，適宜的DO和pH范圍進(jìn)行亞硝酸菌培養(yǎng)， 直到2-6周內(nèi)亞硝化率比較穩(wěn)定，結(jié)束一個(gè)周期的培養(yǎng)，可獲得亞硝化菌含量大于80%的優(yōu)勢(shì)菌群。培養(yǎng)液同樣采用補(bǔ)料和換排水交替進(jìn)行的方式進(jìn)行更換，當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于15mg/L進(jìn)行換排水，每次換排水之間進(jìn)行批次補(bǔ)料，當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于IOOmg/ L時(shí)補(bǔ)加氨氮溶液或者高濃度氨氮廢水。實(shí)施例一第一階段硝化菌群的富集，所用的富集培養(yǎng)液組成為(NH4)2S04(NH4+-N初始濃度為 150mg/L，最終濃度為 1000mg/L)，F(xiàn)eSO4 · 7H20(Fe2+ 濃度為 12mg/L)、MgSO4 · 7H20(Mg2+ 濃度為 18mg/L)、NaCl (Na+ 濃度為 800mg/L)、CaCl2 (Ca2+ 濃度為 16mg/L)和 KH2PO4 (K+ 濃度為 260mg/L)。在富集過程中，用NaHCO3溶液調(diào)節(jié)pH值。培養(yǎng)條件溫度為；pH為6. 0 7. 5;SV為15% 20%;00為％^·!^。每日1個(gè)周期，進(jìn)水時(shí)間為20分鐘，曝氣23小時(shí)， 自然沉降30分鐘，排除上清液。然后加入與上清液同體積的富集培養(yǎng)液，按此過程循環(huán)操作，其過程用GB 7479的蒸餾滴定法檢測(cè)出水中氨氮濃度，檢測(cè)不出氨氮后，提高預(yù)加入培養(yǎng)液的氨氮濃度，其提高幅度為100mg/L，最終獲得氨氮去除率達(dá)90%以上的混合菌群。第二階段在31°C條件下進(jìn)行硝酸菌的淘洗，培養(yǎng)到15天時(shí)培養(yǎng)液出現(xiàn)大量泡沫，此時(shí)改為常溫進(jìn)行亞硝酸菌培養(yǎng)，培養(yǎng)2周后當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于15mg/L時(shí)沉降排水，更換新鮮培養(yǎng)液。在31°C條件下繼續(xù)培養(yǎng)一周后再次出現(xiàn)大量泡沫，此時(shí)將溫度調(diào)整到進(jìn)行菌體恢復(fù)培養(yǎng)，按照此過程循環(huán)操作，直到亞硝酸鹽氮在硝化產(chǎn)物中占 75%時(shí)轉(zhuǎn)入下一階段培養(yǎng)。整個(gè)培養(yǎng)過程共換排水5次，每次換排水之間補(bǔ)料兩次，當(dāng)培養(yǎng)液氨氮濃度低于100mg/L時(shí)補(bǔ)加氨氮溶液，補(bǔ)加后培養(yǎng)液氨氮濃度為800 1000mg/L。第三階段培養(yǎng)過程中每隔24h改變?nèi)芙庋鹾蚿H條件，培養(yǎng)第1天溶解氧控制在 0. 2 0. 4mg/L, pH為7. 5 7. 8 ；第2天溶解氧控制在0. 6 0. 8mg/L, pH為8. 0 8. 2 ； 第3天溶解氧控制在1. 5 2. 5mg/L，pH為8. 0 8. 5。按照此過程不斷對(duì)溶解氧的控制濃度和PH的控制范圍進(jìn)行調(diào)整，每隔8 10天當(dāng)氨氮濃度低于15mg/L時(shí)進(jìn)行一次換排水， 培養(yǎng)4周后，亞硝化率達(dá)到80 %，此后兩個(gè)周內(nèi)亞硝化率一直在75 % 85 %之間，結(jié)束一個(gè)周期的培養(yǎng)。整個(gè)培養(yǎng)過程共換排水4次，兩次換排水之間補(bǔ)料三次，當(dāng)培養(yǎng)液氨氮濃度低于100mg/L時(shí)補(bǔ)加氨氮溶液，補(bǔ)加后培養(yǎng)液氨氮濃度為800 1000mg/L。實(shí)施例二第一階段硝化菌群的富集，所用的富集培養(yǎng)液組成為NH4)2S04(NH4+-N初始濃度為 150mg/L，最終濃度為 1000mg/L)，F(xiàn)eSO4 · 7H20(Fe2+ 濃度為 12mg/L)、MgSO4 · 7H20(Mg2+ 濃度為 18mg/L)、NaCl (Na+ 濃度為 800mg/L)、CaCl2 (Ca2+ 濃度為 16mg/L)和 KH2PO4 (K+ 濃度為 260mg/L)。在富集過程中，用NaHCO3溶液調(diào)節(jié)pH值。培養(yǎng)條件溫度為；pH為6. 0 7. 5;SV為15% 20%;00為％^·!^。每日1個(gè)周期，進(jìn)水時(shí)間為20分鐘，曝氣23小時(shí)， 自然沉降30分鐘，排除上清液。然后加入與上清液同體積的富集培養(yǎng)液，按此過程循環(huán)操作，其過程用GB 7479的蒸餾滴定法檢測(cè)出水中氨氮濃度，檢測(cè)不出氨氮后，提高預(yù)加入培養(yǎng)液的氨氮濃度，其提高幅度為100mg/L，最終獲得氨氮去除率達(dá)90%以上的混合菌群。第二階段在37°C條件下進(jìn)行硝酸菌的淘洗，培養(yǎng)到10天時(shí)培養(yǎng)液出現(xiàn)大量泡沫，此時(shí)改為常溫25°C進(jìn)行亞硝酸菌培養(yǎng)，培養(yǎng)3周后當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于15mg/L時(shí)沉降排水，更換新鮮培養(yǎng)液。在37°C條件下繼續(xù)培養(yǎng)10天后再次出現(xiàn)大量泡沫，此時(shí)將溫度調(diào)整到25°C進(jìn)行菌體恢復(fù)培養(yǎng)，高溫常溫交替進(jìn)行3次后檢測(cè)亞硝酸鹽氮在硝化產(chǎn)物中占73%，結(jié)束此階段培養(yǎng)。整個(gè)培養(yǎng)過程共換排水6次，每次換排水之間補(bǔ)料4次，當(dāng)培養(yǎng)液氨氮濃度低于100mg/L時(shí)補(bǔ)加氨氮溶液，補(bǔ)加后培養(yǎng)液氨氮濃度為600 800mg/L。第三階段培養(yǎng)過程中每天分為白天他和晚上16h來改變?nèi)芙庋鹾蚿H條件，他內(nèi)的溶解氧控制在0. 2 0. 5mg/L，pH為8. 2 8. 5 ； IMi內(nèi)的溶解氧控制在0. 8 1. 2mg/ L，pH為7. 8 8. 0 ；按照此過程不斷對(duì)溶解氧的控制濃度和pH的控制范圍進(jìn)行調(diào)整，培養(yǎng) 1 2周后當(dāng)氨氮濃度低于15mg/L時(shí)進(jìn)行一次換排水，每次換排水之間當(dāng)培養(yǎng)液氨氮濃度低于100mg/L時(shí)補(bǔ)加氨氮溶液3 6次，補(bǔ)加后培養(yǎng)液氨氮濃度為600 800mg/L。培養(yǎng)6 周時(shí)間內(nèi)，亞硝化率一直在83 % 90 %之間，結(jié)束一個(gè)周期的培養(yǎng)。實(shí)施例三第一階段硝化菌群的富集，所用的富集培養(yǎng)液組成為(NH4)2SO4(NH4+-N初始濃度為 150mg/L，最終濃度為 1000mg/L)，F(xiàn)eSO4 · 7H20(Fe2+ 濃度為 12mg/L)、MgSO4 · 7H20(Mg2+ 濃度為 18mg/L)、NaCl (Na+ 濃度為 800mg/L)、CaCl2 (Ca2+ 濃度為 16mg/L)和 KH2PO4 (K+ 濃度為 260mg/L)。在富集過程中，用NaHCO3溶液調(diào)節(jié)pH值。培養(yǎng)條件溫度為；pH為6. 0 7. 5;SV為15% 20%;00為％^·!^。每日1個(gè)周期，進(jìn)水時(shí)間為20分鐘，曝氣23小時(shí)， 自然沉降30分鐘，排除上清液。然后加入與上清液同體積的富集培養(yǎng)液，按此過程循環(huán)操作，其過程用GB 7479的蒸餾滴定法檢測(cè)出水中氨氮濃度，檢測(cè)不出氨氮后，提高預(yù)加入培養(yǎng)液的氨氮濃度，其提高幅度為100mg/L，最終獲得氨氮去除率達(dá)90%以上的混合菌群。第二階段在34°C條件下進(jìn)行硝酸菌的淘洗，培養(yǎng)到15天時(shí)培養(yǎng)液出現(xiàn)大量泡沫，此時(shí)改為常溫22°C進(jìn)行亞硝酸菌培養(yǎng)，培養(yǎng)3周后當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于15mg/L時(shí)沉降排水，更換新鮮培養(yǎng)液。在34°C條件下繼續(xù)培養(yǎng)10天后再次出現(xiàn)大量泡沫，此時(shí)將溫度調(diào)整到22°C進(jìn)行菌體恢復(fù)培養(yǎng)，高溫常溫交替進(jìn)行4次后檢測(cè)亞硝酸鹽氮在硝化產(chǎn)物中占80%，結(jié)束此階段培養(yǎng)。整個(gè)培養(yǎng)過程共換排水4次，每次換排水之間補(bǔ)料3次，當(dāng)培養(yǎng)液氨氮濃度低于100mg/L時(shí)補(bǔ)加氨氮溶液，補(bǔ)加后培養(yǎng)液氨氮濃度為800 1300mg/L。第三階段培養(yǎng)過程中將兩天分為》i、24h和16h三個(gè)時(shí)間段改變?nèi)芙庋鹾蚿H條件，8h內(nèi)的溶解氧控制在1. 0 2. 0mg/L, pH為8. 5 8. 8 ；24h內(nèi)的溶解氧控制在0. 2 0. 5mg/L，pH為8. 0 8. 2 ； 16h內(nèi)的溶解氧控制在0. 2 0. 5mg/L，pH為7. 5 7. 8 ；培養(yǎng)過程中當(dāng)氨氮濃度低于15mg/L時(shí)進(jìn)行一次換排水，每次換排水之間當(dāng)培養(yǎng)液氨氮濃度低于100mg/L時(shí)補(bǔ)加氨氮溶液，補(bǔ)加后培養(yǎng)液氨氮濃度為600 800mg/L。按照此過程不斷對(duì)溶解氧的控制濃度和PH的控制范圍進(jìn)行調(diào)整的4周時(shí)間內(nèi)，亞硝化率并沒有因?yàn)镈O和pH 的改變而改變，而是一直穩(wěn)定在75% 85%之間，由此表明菌群中的大部分硝酸菌已經(jīng)被淘汰，獲得了穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)短程硝化的亞硝酸菌。比較例在恒定溫度嚴(yán)格控制溶解氧為0. 5 0. 8mg/L的條件下獲得了亞硝化率達(dá)75%的亞硝酸菌群，此后當(dāng)DO濃度由0. 5mg/L提高到2. 0的過程中，僅10天時(shí)間亞硝化率就由68%降低到34%，溶解氧條件的改變，導(dǎo)致短程硝化向全程硝化的轉(zhuǎn)變。
實(shí)施例3中第三階段無論溶解氧如何變化，亞硝化率都一直穩(wěn)定在80%左右，硝化反應(yīng)進(jìn)程并沒有因?yàn)橥饨鐥l件的改變而發(fā)生變化，表明所獲得的亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群具有較高的亞硝化率并具有良好的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群的培養(yǎng)方法，包括以下三個(gè)培養(yǎng)階段第一階段富集亞硝酸菌和硝酸菌的混合菌群，獲得氨氮去除率達(dá)90%以上的硝化菌群；第二階段采用高溫培養(yǎng)與常溫培養(yǎng)交替進(jìn)行的方法，進(jìn)行硝酸菌淘洗，逐漸提高亞硝酸菌的優(yōu)勢(shì)地位，高溫培養(yǎng)與常溫培養(yǎng)的交替培養(yǎng)方法進(jìn)行2 6次，至亞硝化率大于50% 時(shí)轉(zhuǎn)入第三階段培養(yǎng)；第三階段改變?nèi)芙庋鹾蚉H條件進(jìn)行硝酸菌的進(jìn)一步淘洗和亞硝酸菌的穩(wěn)定性馴化， 直到亞硝化率穩(wěn)定在65%以上，結(jié)束一個(gè)周期的培養(yǎng)，獲得亞硝化菌占優(yōu)勢(shì)的菌群，然后進(jìn)行保藏備用。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第二階段培養(yǎng)至亞硝化率大于75%時(shí)轉(zhuǎn)入第三階段培養(yǎng)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于第二階段常溫培養(yǎng)條件為溫度為 15 30°C，溶解氧0. 1 ;3mg/L，pH值6 9，培養(yǎng)時(shí)間為5 30天；第二階段高溫培養(yǎng)的條件為溫度比常溫培養(yǎng)溫度高2 20°C，溶解氧0. 1 ;3mg/L，pH值6 9，培養(yǎng)時(shí)間為 5 30天。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于第二階段常溫培養(yǎng)條件為溫度為 20 ^°C，第二階段高溫培養(yǎng)的條件為溫度比常溫培養(yǎng)溫度高3 10°C。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第二階段常溫培養(yǎng)結(jié)束后排水，更換氨氮濃度為100mg/L 1500mg/L的新鮮培養(yǎng)液進(jìn)行高溫培養(yǎng)。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第三階段所述的改變?nèi)芙庋鹾蚉H條件是指每隔適宜時(shí)間改變?nèi)芙庋鯘舛群蚉H值控制范圍，總的溶解氧濃度控制在0. 1 ;3mg/L，總 WpH控制范圍為7. 5 9.0。
7.按照權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于第三階段培養(yǎng)過程中每隔8 24h改變?nèi)芙庋鹾蚉H條件，按溶解氧含量和pH逐步提高的方式培養(yǎng)，或者按隨機(jī)交替條件進(jìn)行培養(yǎng)。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于第三階段培養(yǎng)分2 6次改變培養(yǎng)條件。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第二階段和第三階段采用補(bǔ)加料液的方式，當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度低于100mg/L時(shí)可以補(bǔ)料至氨氮濃度達(dá)到500mg/L以上。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于補(bǔ)加料液操作分2 8次進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種亞硝化優(yōu)勢(shì)菌群的培養(yǎng)方法，包括以下三個(gè)培養(yǎng)階段第一階段富集亞硝酸菌和硝酸菌的混合菌群；第二階段采用高溫培養(yǎng)與常溫培養(yǎng)交替進(jìn)行的方法，進(jìn)行硝酸菌淘洗，逐漸提高亞硝酸菌的優(yōu)勢(shì)地位，至亞硝化率大于50％時(shí)轉(zhuǎn)入第三階段培養(yǎng)；第三階段改變?nèi)芙庋鹾蚿H條件進(jìn)行硝酸菌的進(jìn)一步淘洗和亞硝酸菌的穩(wěn)定性馴化，直到在亞硝化率穩(wěn)定在65％以上，結(jié)束一個(gè)周期的培養(yǎng)，獲得亞硝化菌占優(yōu)勢(shì)的菌群，然后進(jìn)行保藏備用。本發(fā)明方法解決短程硝化在實(shí)際應(yīng)用中遇到的不穩(wěn)定等難題，同時(shí)能縮短硝化過程的啟動(dòng)時(shí)間，能快速改變硝化反應(yīng)進(jìn)程，能拓展短程硝化的應(yīng)用范圍，為短程硝化工藝真正應(yīng)用到實(shí)際工程中提供了保障。
文檔編號(hào)C12N1/00GK102311918SQ20101022116
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者唐似茵, 張霖, 李志瑞, 高會(huì)杰, 黎元生 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院