專利名稱：一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法
技術領域：
本發明涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法。
背景技術：
厭氧氨氧化工藝是一種新型的生物脫氮工藝，對防治水體富營養化現象具有重要的應用前景。厭氧氨氧化菌是厭氧氨氧化脫氮工藝的微生物主體，要獲得較高的脫氮性能， 必須要具備足夠的厭氧氨氧化菌數量以及較高的厭氧氨氧化活性。雖然通過馴化能夠從硝化、反硝化以及產甲烷等污泥中富集出厭氧氨氧化顆粒污泥，但由于厭氧氨氧化菌細胞產率低，生長緩慢，污泥的培養較為困難，且厭氧氨氧化活性在受到抑制后很難得到恢復，因而厭氧氨氧化工藝的啟動及受抑恢復都耗時較長。這是厭氧氨氧化工藝的推廣應用的極大障礙。顆粒污泥是厭氧氨氧化菌的良好存在形態。顆粒污泥中以成層分布的各類微生物為主體并含有無機礦物以及有機胞外多聚物等成分。基質(氨和亞硝酸鹽)濃度較高時， 厭氧氨氧化菌容易受到抑制，無機礦物、胞外多聚物以及各類共生菌的存在能夠在厭氧氨氧化顆粒污泥內外形成基質濃度梯度，即使在較高進水基質濃度下厭氧氨氧化菌的暴露濃度也能夠維持在較低的水平。此外，厭氧氨氧化顆粒污泥能夠緩和各種逆境因子對厭氧氨氧化工藝的沖擊，使工藝具有較強的抗逆能力，能夠在一定程度上保證工藝的穩定運行。
發明內容
本發明的目的在于提供一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法。本發明采用的技術方案是一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法，所述方法包括(1)將需要保存的厭氧氨氧化反應器出水污泥或閑置厭氧氨氧化污泥加水儲存于封閉容器中，污泥與水的體積比為1 0.6 1.4，通入惰性氣體使封閉容器保持缺氧狀態， 封閉容器置于常溫(10 30°C )，容器內pH控制在7. 0 9. 0 ；厭氧氨氧化顆粒污泥與水的混合物要裝填滿容器并用惰性氣體驅除泥液相中的氧氣，若泥水混合物不能填滿容器則使用惰性氣體驅除泥液相及容器上方氣相空間的氧氣使容器中保持缺氧條件。(2)每隔3 15d向容器添加營養液，營養液中氨(由銨鹽提供)與亞硝酸鹽的摩爾比為1 0. 8 1. 3，且保證封閉容器內氨氮(NH/-N)和亞硝酸鹽氮(NO2--N)濃度均不超過14 98mg -Γ1范圍，每次營養液加入量為容器體積的 50%;營養液中銨鹽(提供NH4+-N)和亞硝酸鹽(提供NO2_-N)按照前述標準進行設定，其他組分(其作用是提供必要的養分)可參照常規厭氧氨氧化富集培養的通用配方；(3)每隔3 18d向容器添加具有生物活性的新鮮厭氧氨氧化顆粒污泥，以保證保存污泥的厭氧氨氧化活性，添加量為容器體積的0. 0.5%。添加污泥與添加營養物質最好同步進行以盡量減少操作對容器內厭氧氨氧化污泥的擾動。優選的，步驟(2)營養液中除氨與亞硝酸鹽以外的組分組成如下KH2PO4 5 20mg · ΙΛ CaCl2 · 2Η20 1 IOmg · Λ MgSO4 · 7Η20 200 400mg · Λ KHCO3 800 1500mg· 微量元素濃縮液I、II各1 2mL · L—1，溶劑為水；其中，微量元素濃縮液I的組成為EDTA 5g · L—1，FeSO4 · 7H209. 14g · L—1，溶劑為水；微量元素濃縮液 II 組成為:EDTA 15g ·廠1，H3BO4O. 014g ·廠1，MnCl2 · 4H20 0. 99g ·廠1，CuSO4 · 5H20 0. 25g · ΙΛ ZnSO4 · 7H200. 43g · Λ NiCl2 · 6H20 0. 21g · Λ NaMoO4 · 2H20 0. 22g · Λ CoCl2 · 6H200. 24g · Γ1，溶劑為水。本發明通過保存閑置或厭氧氨氧化反應器出水中收集到的厭氧氨氧化顆粒污泥并維持其厭氧氨氧化活性，解決厭氧氨氧化工藝菌源難求的問題。試驗證明此方法能夠很好的保存厭氧氨氧化顆粒污泥并能夠使厭氧氨氧化污泥活性維持在較高水平，在投入應用時能夠較快的啟動厭氧氨氧化反應器，并能在相對較少的時間內達到較高的脫氮性能。本發明的有益效果主要體現在能夠在常溫條件下較為長期的保存厭氧氨氧化污泥，并能夠維持較高的厭氧氨氧化活性，一旦將其投入應用能夠較快的啟動厭氧氨氧化反應器，并能在3 15d內成功啟動厭氧氨氧化反應器，使用此方法保存半年的厭氧氨氧化污泥啟動厭氧氨氧化反應器，IOd內氮去除負荷超過了 3. Okg · m_3 · cf1，在相對較短的時間內達到較高的脫氮性能；營養基質添加的時間間隔較長避免了頻繁擾動對保存污泥的不利影響，且每隔一定時間添加少量新鮮活性較高的厭氧氨氧化顆粒污泥或需要保存的顆粒污泥，為厭氧氨氧化菌提供某些生長因子，有利于維持厭氧氨氧化菌的活性，便于顆粒污泥的長期保存。
圖1為本發明中厭氧氨氧化顆粒保存容器的結構示意具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護范圍并不僅限于此實施例1 厭氧氨氧化顆粒污泥保存容器結構參見圖1，其具有圓柱或長方體容器本體1，反應器底座2，在容器本體下方設有放泥口 3，上方設惰性氣體緩沖包4，加料(營養物質或污泥)口 5，容器本體1與惰性氣體緩沖包4通過排氣管6相連接，在容器側壁錯落分布3個放水閥7，從放泥口 3放出的污泥放入接泥桶8中，惰性氣體緩沖包4設一加/排氣口 9，根據實際情況決定向惰性氣體緩沖包4加惰性氣體或排放氣體。由加料口 5加入營養物質(或污泥)于封閉容器1中，容器1中厭氧氨氧化污泥消耗基質以維持其厭氧氨氧化活性。厭氧氨氧化顆粒污泥產生的氮氣通過排氣管6儲存于惰性氣體緩沖包4中，惰性氣體緩沖包4中氣量過多可以通過加/排氣口 9排出，若不足則可通過加/排氣口 9加入惰性氣體以保證密封容器內氣壓不低于外界氣壓，保證容器內的缺氧環境。在加泥或營養物質前需要通過放水閥7放出部分水。由于一部分厭氧氨氧化顆粒污泥會因產氣附著于顆粒表面而降低其密度浮于水面，而一部分密度較大的污泥沉于容器底部因而在不同水位處設置放水閥，在便于出水的同時減少污泥流失。加料時會引入少量空氣于容器中，由于漏入容器中的少量氧氣不影響厭氧氨氧化活性，但應避免大量氧氣的透入。本實施方法按如下步驟進行(1)將需要保存的厭氧氨氧化反應器出水污泥儲存于封閉容器中，通過惰性氣體使封閉容器保持缺氧狀態。溫度不加控制，封閉容器置于常溫條件(約25°C)，容器內pH 控制在7. 5 8.0之間。(2)每隔14d向容器添加營養物質，營養配方為厭氧氨氧化菌富集培養的通用配方，其中氨鹽使用(NH4)2SO4,亞硝酸鹽使用NaN02。氨氮與亞硝酸鹽氮的摩爾比為1 1， 且NH4+,濃度為98mg · L-1。營養液中其他組分組成如下=KH2PO4 IOmg · L-1，CaCl2 · 2H20 5. 6mg .LiMgSO4 ·7Η20300π^ .L^KHCO3USOmg .171，微量元素濃縮液 I、II 各 1. 25mL · Λ 溶劑為水；其中，微量元素濃縮液I的組成為=EDTA 5g · L-1，FeSO4 · 7Η209· 14g · L—1，溶劑為水；微量元素濃縮液 II 組成為=EDTA 15g · ΙΛ H3BO4O. 014g · Λ MnCl2 · 4Η20 0. 99g · Λ CuSO4 · 5Η20 0. 25g · Γ1, ZnSO4 · 7Η200· 43g · Γ1, NiCl2 · 6Η20 0. 21g · Γ1，NaMoO4 · 2Η20 0. 22g · ΙΛ CoCl2 · 6Η200. 24g · Λ溶劑為水。每次營養物質加入量為容器體積的10%。(3)每隔14d向容器添加具有生物活性的少量新鮮厭氧氨氧化顆粒污泥，以保證保存污泥的厭氧氨氧化活性。使用此方法保存半年的厭氧氨氧化污泥啟動厭氧氨氧化反應器，IOd內氮去除負荷超過了 3. Okg · πΓ3 · cT1。使用此方法保存一個月的厭氧氨氧化污泥啟動厭氧氨氧化反應器，第二天氮去除負荷達到了 4. 95kg*m_3· cf1，在第20d氮去除負荷達到了 14. 61kg · πΓ3 · cT1。
權利要求
1.一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法，所述方法包括(1)將需要保存的厭氧氨氧化反應器出水污泥或閑置厭氧氨氧化污泥加水儲存于封閉容器中，污泥與水的體積比為1 0.6 1.4，通入惰性氣體使封閉容器保持缺氧狀態，封閉容器置于常溫，容器內PH控制在7. 0 9. 0 ；(2)每隔3 15d向容器添加營養液，營養液中氨與亞硝酸鹽的摩爾比為1 0.8 1. 3，且保證封閉容器內氨氮和亞硝酸鹽氮濃度均在14 98mg · Γ1范圍內，每次營養液加入量為容器體積的 50% ；(3)每隔3 18d向容器添加新鮮厭氧氨氧化顆粒污泥，添加量為容器體積的0. 0. 5%。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)營養液中除氨與亞硝酸鹽以外的組分組成如下:KH2P045 20mg .I71，CaCl2 ·2Η20 1 IOmg 'T1jMgSO4 ·7Η20 200 400mg · Λ KHC03800 1500mg · 微量元素濃縮液I、II各1 2mL · L—1，溶劑為水；其中，微量元素濃縮液I的組成為=EDTA 5g .L—1，FeSO4 ·7Η20 9. 14g ·Ι^，溶劑為水；微量元素濃縮液II組成為=EDTA 15g · ΙΛ H3BO4O. 014g · Λ MnCl2 · 4H20 0. 99g · Λ CuSO4 · 5H20 0. 25g · Λ ZnSO4 · 7H20 0. 43g · Λ NiCl2 · 6H20 0. 21g · Λ NaMoO4 · 2H20 0. 22g · Λ CoCl2 · 6H20 0. Mg .L—1，溶劑為水。
全文摘要
本發明提供了一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法，所述方法包括將需要保存的污泥儲存于封閉容器中，使封閉容器保持缺氧狀態，置于常溫、pH控制在7.0～9.0；每隔一段時間向容器添加營養液和新鮮厭氧氨氧化顆粒污泥，以保證保存污泥的厭氧氨氧化活性。本發明能夠在常溫條件下較為長期的保存厭氧氨氧化污泥，并能夠維持較高的厭氧氨氧化活性，一旦將其投入應用能夠較快的啟動厭氧氨氧化反應器，并能在相對較少的時間內達到較高的脫氮性能；營養基質添加的時間間隔較長避免了頻繁擾動對保存污泥的不利影響，且每隔一定時間添加少量新鮮厭氧氨氧化顆粒污泥，為厭氧氨氧化菌提供某些生長因子，有利于維持厭氧氨氧化菌的活性，便于顆粒污泥的長期保存。
文檔編號C12N11/00GK102336505SQ20111020061
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月18日 優先權日2011年7月18日
發明者俞津津, 賈秀英, 金仁村, 陽廣鳳, 馬春 申請人:杭州師范大學