[發明專利]基于抑制動力學規律的耐鹽性厭氧氨氧化污泥馴化方法

在審

• 申請號: 202010032705.7
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111137975A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 金仁村;張權;付瑾瑾;范念斯;吳慶元;諶金艷;黃寶成
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種基于抑制動力學規律的耐鹽性厭氧氨氧化污泥馴化方法，包括步驟：(1)在反應器內接種厭氧氨氧化顆粒污泥，泵入進水，進水中NH₄⁺?N和NO₂^??N質量濃度比為1:1，在厭氧、避光、30～36℃條件下運行至穩定；(2)向進水中加入鹽離子，采用基于抑制動力學規律的策略分階段提高鹽離子的濃度，每一馴化階段均運行相同時間，不斷增加厭氧氨氧化細菌對鹽度的耐受性并對耐鹽型細菌進行富集，直至進水中鹽離子濃度達到目標濃度，完成耐鹽性厭氧氨氧化污泥的馴化。本發明馴化方法所得到的厭氧氨氧化污泥可在高鹽度水平下保持較高的脫氮性能，具備了對一般鹽度水平的耐受能力，有利于厭氧氨氧化工藝的實際應用。

技術領域

本發明涉污泥馴化技術領域，具體涉及一種基于抑制動力學規律的耐鹽性厭氧氨氧化污泥馴化方法。

背景技術

為了緩解當今世界淡水資源的危機，海水被越來越多的應用于人們的生活與工業發展當中，這極大增加了市政污水的鹽度。此外，近年來漁業、腌制品行業以及皮革制造行業的快速發展也產生了大量的含鹽廢水。據不完全統計，在全球所產生的工業廢水中有5％為含鹽廢水。鹽度的增加也為污水的生物處理領域帶來了挑戰。高鹽度會造成水環境中滲透壓的升高，這也是高鹽度毒害水處理微生物的首要原因。

厭氧氨氧化是指在厭氧條件下，以亞硝酸鹽為電子受體，將氨氧化為氮氣的生物反應。與傳統的硝化-反硝化生物脫氮進程相比，厭氧氨氧化工藝在保持高效脫氮的同時無需曝氣、無需外加碳源。這使得厭氧氨氧化工藝被認為是具有廣闊前景的生物脫氮工藝。此外，厭氧氨氧化工藝在高鹽度含氮廢水的處理方面也展現出了巨大的潛力。CandidatusScalindua屬的厭氧氨氧化細菌甚至可以在鹽度高達204g NaCl L^-1的環境中生存。

耐鹽馴化是指緩慢增加污水中的鹽度，不斷提升滲透壓至期望濃度的微生物培養過程。在馴化過程中，微生物的耐鹽性逐漸增加，并且鹽度耐受性低的微生物被逐漸淘汰。目前大多采用馴化的方式以實現厭氧氨氧化工藝對含鹽廢水的脫氮處理。在傳統的馴化方式中，鹽度的增加比例通常與馴化時間成正比。然而，這種馴化方式并沒有充分考慮到微生物的承受能力，不一定會取得最優的馴化結果，甚至會導致馴化失敗。在實際操作中，保持鹽度對微生物的抑制程度而非鹽離子濃度隨著馴化時間均勻增加可能會取得更好的馴化結果。

發明內容

針對本領域存在的不足之處，本發明提供了一種基于抑制動力學規律的耐鹽性厭氧氨氧化污泥的馴化方法，通過結合鹽度對厭氧氨氧化細菌的抑制動力學規律，保證在馴化過程中鹽度對微生物的抑制程度隨著馴化時間均勻增加，從而成功的馴化出耐鹽性厭氧氨氧化污泥。本發明為基于厭氧氨氧化工藝的高鹽度廢水脫氮進程提供新的方法與思路。

一種基于抑制動力學規律的耐鹽性厭氧氨氧化污泥馴化方法，包括步驟：

(1)在反應器內接種厭氧氨氧化顆粒污泥，泵入進水，進水中NH₄⁺-N和NO₂^--N質量濃度比為1:1，在厭氧、避光、30～36℃條件下運行至穩定；

(2)向進水中加入鹽離子，采用基于抑制動力學規律的策略分階段提高鹽離子的濃度，每一馴化階段均運行相同時間，不斷增加厭氧氨氧化細菌對鹽度的耐受性并對耐鹽型細菌進行富集，直至進水中鹽離子濃度達到目標濃度，完成耐鹽性厭氧氨氧化污泥的馴化。

本發明馴化方法所得到的厭氧氨氧化污泥可在高鹽度水平下保持較高的脫氮性能，具備了對一般鹽度水平的耐受能力，有利于厭氧氨氧化工藝的實際應用。

作為優選，所述反應器為升流式厭氧污泥床反應器，有利于整個馴化過程中厭氧狀態的保持。

作為優選，所述反應器內接種厭氧氨氧化顆粒污泥的濃度為10～15g^-1VSS L^-1。VSS為可揮發懸浮固體。