[發明專利]序批式厭氧氨氧化菌培養方法和裝置

有效

• 申請號: 202010164879.9
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111269837B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 孫曉瑩;張軼凡;劉鵬;劉寶玉;李金河;劉玥;郭金芳
• 申請（專利權）人: 天津創業環保集團股份有限公司;天津凱英科技發展股份有限公司
• 主分類號: C12N1/00
• 分類號: C12N1/00;C12M1/00;C12M1/34;C12M1/12;C12M1/02;C02F3/28
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 彭星

本發明提供了一種序批式厭氧氨氧化菌培養方法和裝置，涉及厭氧氨氧化技術領域。該序批式厭氧氨氧化菌培養方法的每個培養周期均獨立的依次包括第一進水期、排氧期和第二進水期。第一進水期包括向沉降有菌體的反應器內加入第一培養基；排氧期包括：使菌體沉積在反應器底部，進行厭氧氨氧化反應至反應器中的溶解氧濃度為0；第二進水期包括：攪拌反應器中的反應體系至菌體與反應底物混合，同時向反應器中補入氨氮濃度和亞硝態氮濃度遞增的培養基。該序批式厭氧氨氧化菌培養方法能夠提高系統中厭氧氨氧化菌生長速率，并實現系統總氮去除負荷的穩定增長。

技術領域

本發明涉及厭氧氨氧化技術領域，尤其是涉及一種序批式厭氧氨氧化菌培養方法和裝置。

背景技術

氨氮是城鎮污水處理廠及各類工業污水處理系統出水的一項重要指標，近年來，各地氨氮排放標準不斷提高，天津市于2015年9月頒布了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(DB12/599-2015)，規定自2015年10月1日起，新建污水處理廠氨氮低于1.5(3)mg-N/L(每年11月1日至次年3月31日執行括號內的排放標準)。目前，絕大部分污水處理廠均采用傳統硝化-反硝化工藝去除總氮，其包括硝化和反硝化兩個環節：首先利用硝化菌在好氧條件下將氨氮轉化為硝酸鹽氮，為了提高氨氮的轉化率，系統需要大量曝氣并維持較長的水力停留時間；然后在厭氧條件下以有機物為電子供體將硝酸鹽轉化為氮氣，由于前一階段的長時間曝氣，系統中的有機物已消耗殆盡，因此往往存在碳源不足的問題，需通過外加碳源提高總氮去除率，長時間的曝氣和外加碳源的使用則大大增加了污水處理廠的運行費用。

厭氧氨氧化反應的發現為人們提供了一種全新的脫氮技術，即將亞硝化菌和厭氧氨氧化菌相結合，實現全自養脫氮——利用亞硝化菌將進水中約一半的氨氮轉化為亞硝酸鹽氮，然后利用厭氧氨氧化菌將進水中剩余的氨氮和第一步反應生產的亞硝酸鹽氮轉化為氮氣。該全自養脫氮工藝與傳統脫氮工藝相比，既降低了曝氣費用，也無需外加碳源，同時由于自養菌的產率系數低，污泥產量也較低，因此其運行費用僅為傳統脫氮工藝的1/3，是一種高效低耗的脫氮工藝。

厭氧氨氧化菌的發現至今已有20余年，人們對其研究逐步深入，但厭氧氨氧化脫氮工藝的推廣應用進程緩慢，主要原因是該工藝的啟動均需要接種一定量的厭氧氨氧化菌，而厭氧氨氧化菌生長速率慢，產量低，僅靠現有工程的排泥作為接種菌來源難以滿足啟動新工程的需求，因此，開發可快速培養厭氧氨氧化菌的裝置和工藝具有廣泛的應用前景。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種序批式厭氧氨氧化菌培養方法，該方法能夠提高系統中厭氧氨氧化菌生長速率，并實現系統總氮去除負荷的穩定增長。

本發明的第二目的在于提供一種用于實現上述序批式厭氧氨氧化菌培養方法的裝置。

為解決上述技術問題，本發明特采用如下技術方案：

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種序批式厭氧氨氧化菌培養方法，該培養方法中每個培養周期均獨立地依次包括第一進水期、排氧期和第二進水期；

所述第一進水期包括：向沉降有菌體的反應器內加入第一培養基；

所述排氧期包括：使菌體沉積在反應器底部，進行厭氧氨氧化反應至反應器中的溶解氧濃度為0；

所述第二進水期包括：攪拌反應器中的反應體系至菌體與反應底物混合，同時向反應器中補入氨氮濃度和亞硝態氮濃度遞增的培養基。

根據本發明的另一個方面，本發明還提供了用于實現所述序批式厭氧氨氧化菌培養方法的裝置，該裝置包括氣密的反應器主體和進水系統；所述反應器主體包括反應罐體，所述反應罐體內部設置攪拌裝置；

所述進水系統包括用于貯存所述第一培養基的第一進水容器，以及用于貯存所述第二進水期中使用的不同濃度培養基的至少兩個進水容器，各進水容器通過進水管路與所述反應罐體連通。