申请日2013.12.06
公开(公告)日2014.02.26
IPC分类号C02F3/34; C02F3/28
摘要
一种AOB-ANAMMOX颗粒污泥的培养方法，它涉及一种颗粒污泥的培养方法。它解决了现有污水处理中实际生活污水中亚硝酸盐氮的含量无法满足ANAMMOX菌的自养脱氮，导致生活污水脱氮效果不理想的问题。培养方法：一、加ANAMMOX颗粒污泥通含氮模拟废水;二、进行微氧曝气培养;三、改变进水条件;四、间歇式微氧曝气培养，即得到AOB-ANAMMOX颗粒污泥。AOB-ANAMMOX颗粒污泥在使用过程中具有降低曝气量，节省有机碳源等优点。本发明适用于污水处理领域。
权利要求书
1.一种AOB-ANAMMOX颗粒污泥的培养方法，其特征在于AOB-ANAMMOX颗粒污 泥按以下步骤进行培养：
一、EGSB反应器内添加ANAMMOX颗粒污泥，然后通入含氮模拟废水，并对含氮模 拟废水曝氮气使进水溶解氧浓度24h内逐渐下降至1.0mg/L;在温度为33±2℃，水力停留时 间为2.3h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养26～28天;
二、对进入EGSB反应器的含氮模拟废水进行微氧曝气，控制溶解氧浓度为1.2±0.3mg/L; 在温度为33±2℃，水力停留时间为2.3h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养41～43 天;
三、对进入EGSB反应器的含氮模拟废水进行微氧曝气，曝气量为150mL/min;在温度 为33±2℃，水力停留时间为2.3h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养26～28天;
四、对进入EGSB反应器的含氮模拟废水采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间 歇式微氧曝气，曝气量为200mL/min;在温度为33±2℃，水力停留时间为4h，EGSB反应器 内上升流速为7m/h的条件下培养10～12天，即得到AOB-ANAMMOX颗粒污泥;
步骤一中保持含氮模拟废水中氨氮浓度为240±5mg/L、保持含氮模拟废水中亚硝酸盐 氮浓度为273±5mg/L;
步骤二中保持含氮模拟废水中氨氮浓度为240±5mg/L、保持含氮模拟废水中亚硝酸盐 氮浓度为273±5mg/L;
步骤三中保持含氮模拟废水中氨氮浓度为240±5mg/L、将含氮模拟废水中亚硝酸盐氮 浓度由273±5mg/L逐渐降低至0mg/L;
步骤四中将含氮模拟废水中氨氮浓度逐渐减少至50mg/L、保持含氮模拟废水中亚硝酸 盐氮浓度为0～25mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种AOB-ANAMMOX颗粒污泥的培养方法，其特征在于含 氮模拟废水中NH4Cl的浓度为97.5～900mg/L、NaNO2的浓度为127.7～1352mg/L、KHCO3的 浓度为1000mg/L、KH2PO4的浓度为50mg/L、MgSO4·7H2O的浓度为200mg/L、CaCl2·2H2O 的浓度为151mg/L、维生素的浓度为0.25ml/L、微量元素的浓度为0.31ml/L。
3.根据权利要求1所述的一种AOB-ANAMMOX颗粒污泥的培养方法，其特征在于步 骤二中微氧曝气的曝气量为100mL/min。
说明书
一种AOB-ANAMMOX颗粒污泥的培养方法
技术领域
本发明涉及一种颗粒污泥的培养方法。
背景技术
水是人类所必须的不可替代的一种资源，是社会持续发展的重要支柱之一。近几年来， 我国城市化进程发展迅速，并伴随着工业化的快速发展，导致人们对水的需求量越来越大， 然而水污染事件频频发生，如太湖蓝藻爆发等等，使水资源供给变得更为紧张。其中由于氮 磷的过度排放导致水体富营养化的问题尤为突出。
厌氧氨氧化(Anammox)菌的发现使自养生物脱氮技术成为可能。ANAMMOX菌利用 亚硝酸盐作为电子受体氧化氨氮，利用无机碳作为碳源，无需有机物作为碳源，从而实现自 养生物脱氮的目的。厌氧氨氧化可节省60%的曝气量，节省100%的有机碳源。但实际生活 污水中亚硝酸盐氮的含量无法满足ANAMMOX菌的自养脱氮，导致生活污水脱氮效果不理 想。
发明内容
本发明是为了解决现有污水处理中实际生活污水中亚硝酸盐氮的含量无法满足 ANAMMOX菌的自养脱氮，导致生活污水脱氮效果不理想的问题，而提供的一种 AOB-ANAMMOX颗粒污泥的培养方法。
AOB-ANAMMOX颗粒污泥按以下步骤进行培养：
一、EGSB反应器内添加ANAMMOX颗粒污泥，然后通入含氮模拟废水，并对含氮模 拟废水曝氮气使进水溶解氧浓度24h内逐渐下降至1.0mg/L;在温度为33±2℃，水力停留时 间为2.3h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养26～28天;
二、对进入EGSB反应器的含氮模拟废水进行微氧曝气，控制溶解氧浓度为1.2±0.3mg/L; 在温度为33±2℃，水力停留时间为2.3h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养41～43 天;
三、对进入EGSB反应器的含氮模拟废水进行微氧曝气，曝气量为150mL/min;在温度 为33±2℃，水力停留时间为2.3h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养26～28天;
四、对进入EGSB反应器的含氮模拟废水采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间 歇式微氧曝气，曝气量为200mL/min;在温度为33±2℃，水力停留时间为4h，EGSB反应器 内上升流速为7m/h的条件下培养10～12天，即得到AOB-ANAMMOX颗粒污泥;
步骤一中保持含氮模拟废水中氨氮浓度为240±5mg/L、保持含氮模拟废水中亚硝酸盐 氮浓度为273±5mg/L;
步骤二中保持含氮模拟废水中氨氮浓度为240±5mg/L、保持含氮模拟废水中亚硝酸盐 氮浓度为273±5mg/L;
步骤三中保持含氮模拟废水中氨氮浓度为240±5mg/L、将含氮模拟废水中亚硝酸盐氮 浓度由273±5mg/L逐渐降低至0mg/L;
步骤四中将含氮模拟废水中氨氮浓度逐渐减少至50mg/L、保持含氮模拟废水中亚硝酸 盐氮浓度为0～25mg/L。
根据图2观察到本发明步骤一刚开始氨氮和亚硝酸盐的去除率明显下降，只有60%左右， 同时硝酸盐氮的积累也有所下降，分析原因是进水的溶解氧严重影响厌氧氨氧化菌的活性， 导致其对氮的去除效果下降。从6天开始，氨氮的去除效率上升至90%以上，而亚硝酸盐氮 出现大量的积累，浓度为在150mg/L左右，说明培养系统中的AOB在增长，将部分氨氮氧 化为亚硝酸盐氮。第21天之后氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率达90%以上，推测AOB已经在 ANAMMOX颗粒污泥表面生长，消耗进水中的溶解氧，为ANAMMOX提供厌氧环境，从而 达到了很好的脱氮效果。同时硝酸盐氮的生成量也在增加，判断培养系统中存在一定量的 NOB，NOB将亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐氮。
本发明步骤二主要是为了培养成熟的AOB-ANAMMOX颗粒污泥。步骤二整个培养过程 中出水氨氮基本保持在40mg/L左右，而出水亚硝酸盐氮维持在70mg/L左右，处理效果略有 下降，主要原因是AOB的数量在增加，大量的氨氮被氧化为亚硝酸盐氮，使亚硝酸盐氮有积 累，同时AOB包裹在ANAMMOX颗粒污泥表面，对于基质底物在颗粒内部的传递有所影响， 使ANAMMOX菌的处理效能有所下降。由此推断已经培养出较为成熟的AOB-ANAMMOX 颗粒污泥。
本发明步骤三主要是防止亚硝酸盐浓度过高抑制ANAMMOX菌的活性，同时使含氮模 拟废水逐渐接近实际生活污水。由图2可以看出随着进水亚硝酸盐氮浓度的降低，氨氮的去 除率从80%下降到50%，又逐渐上升到75%，说明AOB和ANAMMOX菌在不断的适应环 境的改变。
由图2看到本发明步骤四出水几乎没有亚硝酸盐氮，同时氨氮的去除率逐渐升高到80% 以上，说明AOB和ANAMMOX菌协同作用。
本发明培养出的AOB-ANAMMOX颗粒污泥可添加到EGSB反应器中进行水处理。
本发明培养出的AOB-ANAMMOX颗粒污泥中厌氧氨氧化菌与氨氧化细菌 (Ammonia-oxidizing Bacteria，简称AOB)协同完成对污水的处理，同时AOB-ANAMMOX颗 粒污泥具有良好沉降性能，抗水力冲击能力强，可持留大量生物体，保证EGSB反应器高效 稳定运行。
根据图3所示，本发明步骤一和二中进水总氮负荷在4.85～5.32Kg-N/m3·d范围内波动， 停止对进水曝氮气后，总氮去除负荷明显下降至3.0Kg-N/m3·d，主要是溶解氧对ANAMMOX 菌的抑制作用。第21天后，总氮去除负荷恢复到4.7Kg-N/m3·d，主要是AOB、NOB和 ANAMMOX菌的共同作用。步骤二开始对进水微氧曝气，平均总氮去除负荷为3.34 Kg-N/m3·d，可见系统已经非常稳定，并以达到最大处理能力。步骤三和四为了使含氮模拟废 水更加接近实际生活污水，进水总氮负荷不断降低。
AOB-ANAMMOX颗粒污泥利用实际生活污水，无需投加碳源或亚硝酸盐氮便能够实现 自养脱氮，达到去除实际生活污水中氨氮的效果，氨氮去除率为70%以上。
AOB-ANAMMOX颗粒污泥在使用过程中具有降低曝气量，节省有机碳源，并能产生大 量甲烷的优点。