公布日：2023.12.08
申请日：2023.09.15
分类号：C02F3/34(2023.01)I;C12N1/20(2006.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，以活性污泥为菌源，分别在高盐富集培养基、耐盐反硝化菌培养基中富集培养，在此基础上通过分离培养基分离获得耐盐反硝化复合菌种，经过发酵制备成耐盐反硝化复合菌干粉菌剂，并以此培养载体生物膜，启动运行生物膜反应器。本发明克服现有高盐高氮废水处理性能不高的不足，在定向筛培适合高盐废水的功能脱氮菌，并以此为菌源驯化培养生物膜，减少功能菌群流失，保障复合脱氮功能菌群作用，提高系统脱氮性能。
权利要求书
1.一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征是：以活性污泥为菌源，依次在高盐富集培养基、耐盐反硝化菌培养基中富集培养，富集培养后通过分离培养基分离获得耐盐反硝化复合菌种，经过发酵制备成耐盐反硝化复合菌干粉菌剂，以生物绳或组合填料为生物膜载体，载体悬挂体积与反应器总体积之比为0.3~0.9:1为条件，启动运行序批式生物膜反应器，启动期以干粉菌剂投加量0.6~2.0g/L、C/N比为1~7、溶磷0.3~0.6mg/L为条件，采用盐度梯度进行驯化，初始盐度为1%，进入稳定期时盐度不高于6%，稳定期后以C/N质量比≥1.4，进行水处理作业。
2.如权利要求1所述的一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征是：活性污泥来源于高盐废水生物处理池、城市污水厂二沉池。
3.如权利要求1所述的一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征是：耐盐反硝化复合菌种按以下步骤进行富集培养：将污泥摇匀后吸取10mL加入高盐富集培养基，30℃下培养48h；吸取高盐富集培养的菌液10mL加入100mL液体耐盐反硝化菌培养基中，30℃下培养72h，将耐盐反硝化菌培养基培养的混合菌液反复培养3次，取第三次耐盐反硝化培养基培养混合菌液的0.2mL通过浓度梯度稀释涂布于分离培养基，倒置于30℃的恒温培养箱中培养72h，挑取周围产生蓝色晕圈的多个菌落，通过高盐富集培养基增殖混合；取通过高盐富集培养基增殖混合的混合菌液于离心管中，于4000r/min离心10min弃上清液得到菌种。
4.如权利要求1所述的一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征是：耐盐反硝化复合菌干粉菌剂是将耐盐反硝化复合菌种用生理盐水以4000r/min重悬离心10min重复两次，依次以富集培养基、PAM培养基重悬菌种后，将菌剂倒入经高温灭菌、粉碎的固体载体中振荡发酵，最后干燥制成干粉菌剂。
5.如权利要求1所述的一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征是：所述高盐富集培养基为：1g/L牛肉膏、5g/L蛋白胨、1g/LKNO3、20g/LNaCl，pH=7.5~7.8。
6.如权利要求1所述的一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征是：耐盐反硝化菌培养基为：5g/LCH3OH、1g/LKNO3、0.8g/LNaNO2、7.9g/LK2HPO4·3H2O、1.5g/LKH2PO4、0.1g/LMgSO4·7H2O、20g/LNaCl和2mL微量元素溶液，pH=7.2~7.4；所述微量元素溶液为50g/LEDTA、2.2g/LZnSO4·7H2O、1g/LCaCl2、5g/LFeSO4·7H2O、1.57g/LCuSO4·5H2O、5.06g/LMnCl·4H2O、1.1g/LNa2MoO4·4H2O，1.61g/LCoCl2·6H2O。
7.如权利要求1所述的一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征是：所述分离培养基为：5g/LCH3OH、1g/LKNO3、0.8g/LNaNO2、7.9g/LK2HPO4·3H2O、1.5g/LKH2PO4、0.1g/LMgSO4·7H2O、20g/LNaCl、2mL微量元素溶液、2%琼脂、1mL溴百里酚蓝（取0.1g溴百里酚蓝溶于10mL无水乙醇），pH=7.2~7.4，所述微量元素溶液为50g/LEDTA、2.2g/LZnSO4·7H2O、1g/LCaCl2、5g/LFeSO4·7H2O、1.57g/LCuSO4·5H2O、5.06g/LMnCl·4H2O、1.1g/LNa2MoO4·4H2O，1.61g/LCoCl2·6H2O。
8.如权利要求4所述的一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征是：所述富集培养基为：1g/L牛肉膏、5g/L蛋白胨、1g/LKNO3、5g/LNaCl，pH=7.5~7.8。
9.如权利要求4所述的一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征是：所述PAM培养基为：4g/LC6H5Na3O7·2H2O、0.25g/LCaCl2、3.06g/LNa2HPO4、2.5g/LNaCl、3g/LKH2PO4、2.75g/L、(NH4)2SO4、0.25g/LMgSO4·7H2O、0.01g/L蔗糖，1000mL无菌水。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种高盐高氮废水的生物脱氮方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，其特征在于以活性污泥为菌源，分别在高盐富集培养基、耐盐反硝化菌培养基中富集培养，在此基础上通过分离培养基分离获得耐盐反硝化复合菌种，经过发酵制备成耐盐反硝化复合菌干粉菌剂，并以此培养载体生物膜，启动运行生物膜反应器。所述生物膜反应器为序批式生物膜反应器（SBBR），生物膜载体为生物绳或组合填料为载体，载体悬挂体积与反应器总体积之比为0.3~0.9:1。
活性污泥来源于高盐废水生物处理池、城市污水厂二沉池。
耐盐反硝化复合菌种按以下步骤进行富集培养：将污泥摇匀后吸取10mL加入高盐富集培养基，30℃下培养48h；吸取富集培养的菌液10mL加入100mL液体耐盐反硝化菌培养基中，30℃下培养72h，将耐盐反硝化菌培养基培养的混合菌液反复培养3次；取第三次耐盐反硝化培养基培养混合菌液的0.2mL通过浓度梯度稀释涂布于分离培养基，倒置于30℃的恒温培养箱中培养72h，挑取周围产生蓝色晕圈的多个菌落，通过高盐富集培养基增殖混合；取混合菌液于离心管中，于4000r/min离心10min弃上清液得到菌种。
耐盐反硝化复合菌干粉菌剂是将耐盐反硝化复合菌种用生理盐水以4000r/min重悬离心10min重复两次，用富集培养基和PAM培养基重悬菌种后，将菌剂倒入经高温灭菌、粉碎的固体载体中振荡发酵，最后干燥制成干粉菌剂。
高盐富集培养基包含：1g/L牛肉膏、5g/L蛋白胨、1g/LKNO3、20g/LNaCl，pH=7.5~7.8。耐盐反硝化菌培养基包括：5g/LCH3OH、1g/LKNO3、0.8g/LNaNO2、7.9g/LK2HPO4·3H2O、1.5g/LKH2PO4、0.1g/LMgSO4·7H2O、20g/LNaCl和2mL微量元素，pH=7.2~7.4；分离培养基包括：5g/LCH3OH、1g/LKNO3、0.8g/LNaNO2、7.9g/LK2HPO4·3H2O、1.5g/LKH2PO4、0.1g/LMgSO4·7H2O、20g/LNaCl、2mL微量元素、2%琼脂、1mL溴百里酚蓝（取0.1g溴百里酚蓝溶于10mL无水乙醇），pH=7.2~7.4。
微量元素溶液包括：50g/LEDTA、2.2g/LZnSO4·7H2O、1g/LCaCl2、5g/LFeSO4·7H2O、1.57g/LCuSO4·5H2O、5.06g/LMnCl·4H2O、1.1g/LNa2MoO4·4H2O，1.61g/LCoCl2·6H2O。富集培养基包含：1g/L牛肉膏、5g/L蛋白胨、1g/LKNO3、5g/LNaCl，pH=7.5~7.8。PAM培养基：4g/LC6H5Na3O7·2H2O、0.25g/LCaCl2、3.06g/LNa2HPO4、2.5g/LNaCl、3g/LKH2PO4、2.75g/L(NH4)2SO4、0.25g/LMgSO4·7H2O、0.01g/L蔗糖，1000mL无菌水。
启动运行生物膜反应器的方法包括以下步骤：（1）启动期以干粉菌剂投加量0.6~2.0g/L、C/N比为1~7、溶磷0.3~0.6mg/L为条件；（2）采用盐度梯度进行驯化，初始盐度为1%，进入稳定期时盐度不高于6%；（3）稳定期后C/N质量比≥1.4。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种高盐高氮废水的生物脱氮方法，通过快速制备反硝化复合菌剂，避免多次划线分离单一菌种和重新复配的繁琐过程，并且优化出适合高盐废水菌剂固定化的生物膜启动条件，缩短高盐废水生物膜法启动周期，同时应用反硝化菌抑制硫酸盐还原产生，避免硫化物二次污染问题。
本发明的技术方案，通过菌剂制备与特定的生物膜反应器启动条件，大幅提升了生物膜法在硫酸盐环境下高氮废水的处理效果。
（发明人：李步;田志娟;冯丽娟;吴贵阳;程俊梅;阳广凤;牛新征;蒋霜霜;朱银在;蔡廷剑;周德峰）