[發(fā)明專利]一種快速富集反硝化厭氧甲烷氧化微生物的種泥接種方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711053622.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN108277192A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張召基;王勁松;陳少華;王曉君;葉欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所;中國(guó)科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/36
• 分類號(hào): C12N1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種快速富集亞硝酸型反硝化厭氧甲烷氧化微生物的種泥接種方法。其特征在于包括如下步驟：（1）將不同條件下的厭氧污泥按一定的比例混合并進(jìn)行前處理，得到富集體系的接種污泥。（2）將步驟（1）得到的混合污泥接種到氣升式續(xù)批式反應(yīng)器中，在培養(yǎng)過程中加入氮源，甲烷以及痕量元素等液體培養(yǎng)基，最終在短時(shí)間內(nèi)富集出反硝化厭氧甲烷氧化微生物。本發(fā)明提供的方法利用混合配比后的接種泥進(jìn)行富集，相較于單一接種泥，可以提高富集過程中微生物生態(tài)的穩(wěn)定性，并且大大縮短快速反硝化厭氧甲烷氧化微生物的富集時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自養(yǎng)厭氧微生物富集技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種快速富集反硝化厭氧甲烷氧化微生物的種泥接種方法。

背景技術(shù)

甲烷（CH₄）作為一種能源物質(zhì)的同時(shí)，還是一種很強(qiáng)的溫室氣體，單位質(zhì)量的CH₄

吸熱量大約是CO₂的25倍。微生物反硝化過程是指在反硝化菌的作用下，硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮被還原成氣態(tài)氮的過程，是污水處理領(lǐng)域中生物脫氮的主要工藝之一。在經(jīng)典反硝化過程中，反硝化菌以氮氧化物為電子受體，以有機(jī)物即碳源作為電子供體。反硝化厭氧甲烷氧化（Denitrifying anaerobic methane oxidation，DAMO）是一種新發(fā)現(xiàn)的硝酸鹽生物還原過程，其中DAMO微生物以氮氧化物為電子受體，以甲烷為電子供體，將二者分別轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂投趸?。甲烷是厭氧發(fā)酵的主要產(chǎn)物，在污水處理廠的反硝化工藝中可以利用這些甲烷作為反硝化微生物的碳源，從而避免因外加甲醇等可溶性碳源所造成的二次污染，同時(shí)可降低成本，因此，DAMO過程是一種潛在的新型脫氮除碳途徑。主要分為兩類：5CH₄+8NO₃^-+8H⁺→5CO₂+4N₂+14H₂O (1)和3CH₄+8NO₂^-+8H⁺→3CO₂+4N₂+10H₂O (2)。由于DAMO微生物為自養(yǎng)型微生物，生長(zhǎng)緩慢，倍增時(shí)間為數(shù)周，甚至數(shù)月，所以富集時(shí)間長(zhǎng)、活性低等問題一直是限制DAMO微生物研究及相關(guān)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的主要因素。影響富集時(shí)間的因素包括：反應(yīng)器構(gòu)型、運(yùn)行方式、甲烷通氣方式以及接種泥種類等等。目前的研究主要集中于改善反應(yīng)器構(gòu)型以及運(yùn)行方式。

中國(guó)專利CN 103172171 A公開了一種反硝化厭氧甲烷氧化微生物富集的系統(tǒng)及其方法，屬于微生物富集技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)明提供了一種反硝化厭氧甲烷氧化微生物富集的系統(tǒng)及其方法，包括：中空纖維膜反應(yīng)器，所述中空纖維膜反應(yīng)器包括殼體、設(shè)置在所述殼體頂端的上法蘭和設(shè)置在所述殼體底端的下法蘭；所述殼體下部設(shè)有進(jìn)水口，中部設(shè)有取樣口，上部設(shè)有出水口；所述上法蘭上設(shè)有出氣口，所述下法蘭上設(shè)有進(jìn)氣口；所述殼體內(nèi)部設(shè)有中空纖維膜束，其上端封閉，下端開口且與所述進(jìn)氣口相連；與所述中空纖維膜反應(yīng)器進(jìn)氣口相連的甲烷供氣裝置；與所述中空纖維膜反應(yīng)器進(jìn)水口相連的供水裝置。該發(fā)明利用上文所述的系統(tǒng)，加入接種物，依次按照序批模式、連續(xù)流模式運(yùn)行，可以提高甲烷利用效率，縮短反硝化厭氧甲烷氧化微生物的富集時(shí)間。

中國(guó)專利CN 104611193 A公開了一種快速富集硝態(tài)氮還原型厭氧甲烷氧化細(xì)菌的裝置，包括反應(yīng)器主體，反應(yīng)器主體側(cè)壁外設(shè)有外殼體形成夾層，外殼體上設(shè)有水浴進(jìn)口和水浴出口。反應(yīng)器還設(shè)有一系列曝氣裝置。此發(fā)明還涉及使用這種裝置快速富集DAMO微生物的方法。

目前，針對(duì)接種泥的研究甚少，然而接種泥中DAMO微生物的豐度，直接影響富集速度以及富集過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過改進(jìn)的反應(yīng)器而達(dá)到最好的富集環(huán)境，改進(jìn)后的反應(yīng)器構(gòu)型一般都較為復(fù)雜，操作維護(hù)難度高。如果能通過準(zhǔn)確調(diào)控接種泥的比例，得到豐度較高的接種泥，那么就可以實(shí)現(xiàn)快速簡(jiǎn)單地快速富集得到DAMO微生物。

發(fā)明內(nèi)容