[發明專利]一種利用硫化亞鐵強化厭氧氨氧化菌培養和提高菌活性的方法

在審

• 申請號: 202011090897.3
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112408594A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 倪壽清;郭蓓蓓;鄒春榛
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C12N1/20;C12N1/38
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發明涉及一種利用硫化亞鐵強化厭氧氨氧化菌培養和提高菌活性的方法，該方法包括：向上流式厭氧污泥床反應器中加入硫化亞鐵顆粒和厭氧顆粒污泥，硫化亞鐵顆粒的加入量為1～10g/L含氨態氮、亞硝態氮待處理廢水；在30～34℃厭氧避光條件下進行攪拌使反應器中的厭氧氨氧化污泥與污染物充分反應，調整進水流速使水力停留時間(HRT)為24～48小時；本發明通過加入硫化亞鐵可加速厭氧氨氧化菌的培養，縮短了反應器啟動時間，提高了厭氧氨氧化菌的活性，并且得到的顆粒更加密實，穩定性更好。本發明所述的方法工藝簡單，反應條件溫和，正常厭氧氨氧化反應條件下即可進行；對環境安全無害，并且便于工程應用。

技術領域

本發明涉及一種利用硫化亞鐵強化厭氧氨氧化菌培養和提高菌活性的方法，屬于環境微生物和廢水治理技術領域。

背景技術

厭氧氨氧化工藝作為一種低能耗的環境友好型自養脫氮技術受到了廣泛的關注。該工藝主要是依賴于厭氧氨氧化菌在缺氧的條件下，以NO₂^--N為電子受體，將NH₄⁺-N轉化為N₂。與傳統生物脫氮工藝相比，厭氧氨氧化工藝不需要有機物作為碳源，同時氧氣需求量降低了約60％，剩余污泥產量減少了約90％，占地面積小，運行成本可節約60％左右。此外，厭氧氨氧化工藝具有較高的氮去除率，十分適合高氨態氮廢水處理，并且與傳統生物脫氮工藝相比，溫室氣體的排放量減少了約90％左右。

盡管在世界各地已建立起工業化厭氧氨氧化反應器，但由于厭氧氨氧化菌世代周期長、對環境變化敏感且反應過程中會生成硝態氮(NO₃^--N)等，導致目前很少將該工藝應用于生活污水主流廢水的處理中。目前大多數厭氧氨氧化污水處理廠主要分布在歐洲、中國和北美。從氮負荷率(NLRs)上來看，這些污水處理廠主要處理來自谷氨酸和氨基酸工業以及屠宰場的廢水，厭氧氨氧化還沒有成為處理生活污水的主流工藝，還有許多關鍵技術有待解決，特別是如何縮短從厭氧顆粒污泥轉變為厭氧氨氧化顆粒污泥的時間，從而應對實際應用時的批量化生產等問題。因此，加快厭氧氨氧化啟動過程對于該技術的實際應用具有重要意義。

為縮短厭氧氨氧化反應的啟動時間、增強其穩定性能，國內外學者不斷地進行研究與探索。其中，較為直接有效的方式是通過增強厭氧氨氧化菌的活性來快速啟動反應器。Yang等人通過向自養反硝化反應器內投加一定量的納米磁黃鐵礦(nFe_1-xS)成功馴化出硫自養反硝化菌實現了硝氮的去除。但以上仍需要較長的啟動時間，因此，如何縮短從厭氧顆粒污泥轉變為厭氧氨氧化顆粒污泥的時間，提高厭氧氨氧化菌的活性仍然是目前需要解決的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，尤其是目前厭氧氨氧化菌培養時間較長，嚴重阻礙了厭氧氨氧化工藝的實際應用的難題，本發明提供一種利用硫化亞鐵強化厭氧氨氧化菌培養和提高菌活性的方法。

采用本發明的方法可以促進厭氧氨氧化的快速啟動，促進厭氧氨氧化菌生長，可以提高處理效能，環境友好易于工程應用。

為解決以上問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種利用硫化亞鐵強化厭氧氨氧化菌培養和提高菌活性的方法，包括步驟如下：

(1)向上流式厭氧污泥床反應器中加入硫化亞鐵顆粒和厭氧顆粒污泥，硫化亞鐵顆粒的加入量為1～10g/L含氨態氮、亞硝態氮待處理廢水；

(2)從反應器的底部利用蠕動泵通入含氨態氮、亞硝態氮待處理廢水，在30～34℃厭氧避光條件下進行攪拌使反應器中的厭氧氨氧化污泥與污染物充分反應，調整進水流速使水力停留時間(HRT)為24～48小時；縮短厭氧氨氧化菌培養時間，實現運行穩定性和提高厭氧氨氧化菌活性；反應器在運行51～59天啟動反應。

根據本發明優選的，步驟(1)中，硫化亞鐵顆粒的加入量為3～10g/L含氨態氮、亞硝態氮待處理廢水。