一種耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法技術

本發明專利技術公開了一種耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法，該方法包括：以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種污泥，接種于厭氧氨氧化反應器中；以含Ni(II)和無機鹽的模擬廢水為進水，以NH4

A Culture Method of Anaerobic Ammonia-oxidizing Bacteria Tolerant to Nickel-containing High Ammonia-nitrogen Salt-containing Wastewater

The invention discloses a method for cultivating anaerobic ammonia oxidizing bacteria resistant to wastewater containing nickel and high ammonia nitrogen and salt. The method includes: inoculating anaerobic ammonia oxidizing granular sludge into an anaerobic ammonia oxidizing reactor, using simulated wastewater containing Ni (II) and inorganic salt as influent and NH4 as inoculating sludge.

【技術實現步驟摘要】
一種耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法
本專利技術涉及厭氧氨氧化菌培育
，尤其涉及一種耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法。
技術介紹
盡管微量的重金屬普遍存在于生物體內，且常常是生物酶的必需成分，但是過量的重金屬對微生物的活性和生長具有抑制甚至毒害作用。厭氧氨氧化作為一種新型生物脫氮工藝，其中擔任主要使命的厭氧氨氧化菌也不例外，受廢水中的重金屬影響可能導致工藝的出水水質急劇惡化，脫氮效率下降，甚至菌體解體死亡，工藝運行失敗。工業廢水和市政污泥中常含有重金屬Ni(II)，鎳對于廢水微生物而言，除了是生存的微量元素外，過量后存在毒害作用；會阻礙厭氧氨氧化菌的酶代謝等代謝過程，明顯制約微生物胞外聚合物的分泌。目前，關于培養耐受型厭氧氨氧化菌的研究已有報道，例如：(1)申請公開號為CN101205526A的專利技術專利申請公開了上流式厭氧污泥床反應器快速培養厭氧氨氧化菌的方法，該方法包括在UASB反應器內掛膜，保留所富集的微生物；選取垃圾填埋場處理滲濾液SBR工藝中的活性污泥為接種污泥，接種的污泥量為反應器有效容積45～65％；采用恒溫循環水浴控制反應區溫度保持在32±1℃；采用人工合成廢水，廢水組分包括NH4Cl、NaNO2、MgSO4、KH2PO4、CaCl2、NaHCO3以及微量元素I和微量元素II，配水中NH4+-N和NO2--N的質量比控制為1:1.0～1:1.6；調節進水的pH為7.4～7.8。(2)申請公布號為CN105753150A的專利技術專利申請公開了一種耐鉻厭氧氨氧化顆粒污泥的培養方法，該方法采用上流式厭氧污泥床反應器，以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種源，以含氨氮和亞硝氮的模擬廢水為進水，在厭氧、避光、溫度為35±1℃、進水pH為8.10±0.14、水力停留時間為1.0～1.5h的條件下培養至反應器脫氮效率穩定在80％以上，然后向反應器進水中加入K2CrO4進行耐鉻培養，完成耐鉻厭氧氨氧化顆粒污泥的培養。但是，對于耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法還未見報道。
技術實現思路
本專利技術提供了一種耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法，該方法獲得的厭氧氨氧化菌對含鎳高氨氮含鹽廢水具有較強的耐受能力。具體技術方案如下：一種耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法，包括：(1)以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種污泥，接種于厭氧氨氧化反應器中；(2)以含Ni(II)和無機鹽的模擬廢水為進水，以NH4+-N和NO2--N為進水基質，控制反應器中氮容積負荷以及無機鹽和Ni(II)的濃度，采用分階段運行方式進行厭氧氨氧化菌的培養，步驟如下：(a)第一階段：保持進水基質中NH4+-N的濃度始終為70～280mgL-1，NO2--N的濃度始終為70～280mgL-1，且NH4+-N和NO2--N摩爾質量的比值為1:1；以維持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下為目標，控制初始氮容積負荷和水力停留時間，調整Ni(II)的濃度為0.1～0.3mgL-1至反應器運行穩定；(b)第二階段：保持Ni(II)的濃度為0.1～0.3mgL-1，加入2～3g/L無機鹽，反應器運行穩定后，以維持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下為目標，控制氮容積負荷，延長水力停留時間，并不斷提升無機鹽的濃度至18～20mgL-1；(c)第三階段：第二階段運行至NH4+-N和NO2--N的濃度均高于200mgL-1以上后，進入第三階段，保持Ni(II)的濃度為0.1～0.3mgL-1，將無機鹽的濃度降至0mgL-1，使反應器進入恢復期；恢復期間，調整進水基質中NH4+-N和NO2--N的濃度均由70mgL-1逐漸提升至280mgL-1，控制氮容積負荷和水力停留時間，維持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下，至反應器運行穩定。厭氧氨氧化菌是指在缺氧條件下以亞硝酸鹽為電子受體將氨氧化為氮氣的過程中，由一類獨特的、被稱為“厭氧氨氧化菌”的專性厭氧微生物催化完成，其是細菌域浮霉菌門的成員。在厭氧氨氧化系統的運行過程中，Ni(II)主要作用是刺激微生物產生大量血紅素，增加生物吸附，降低毒性，以抵御后期運行中蓄積的Ni(II)向胞內的滲透和長期毒害，保證細胞維持一定的活性；與此同時，厭氧氨氧化菌對鹽度的生理適應也有可能是菌群演變，即耐鹽菌逐漸成為優勢菌，再配合不同階段氮容積負荷的控制，使厭氧氨氧化污泥適應處理含Ni(II)含鹽高氨氮廢水的同時，維持較高的反應器運行穩定性。由于厭氧氨氧化菌對Ni(II)和鹽非常敏感，進水含0.2mgL-1Ni(II)和2.5mgL-1鹽時，就已經能夠使反應器內厭氧氨氧化菌出現抑制效應。作為優選，步驟(1)中，厭氧氨氧化顆粒污泥的初始濃度為12～30gL-1；步驟(2)中，所述進水的pH為7.5～8.3。作為優選，所述Ni(II)的添加形式為NiCl2·6H2O、NiS或NiO；更優選，Ni(II)的添加形式為NiCl2·6H2O。作為優選，所述的無機鹽為氯化鈉。作為優選，步驟(a)中，氮容積負荷為6.5～7.5kgNm-3d-1，水力停留時間為1～2h。作為優選，步驟(b)中，氮容積負荷為6.5～7.5kgNm-3d-1，水力停留時間為7～9h；每次調整無機鹽的濃度后，反應器的運行周期均為14～25天。步驟(c)中，氮容積負荷為1.0～2.0kgNm-3d-1，水力停留時間為7～9h；每次調整無機鹽的濃度后，反應器的運行周期均為14～25天。上述方法可有效實現出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下的目標。作為優選，所述進水中還添加有無機鹽緩沖溶液；無機鹽緩沖溶液的各組分終濃度組成為：KH2PO48～10mgL-1，CaCl2·2H2O5～6mgL-1，MgSO4·2H2O290～310mgL-1，KHCO31240～1260mgL-1，溶劑為水。作為優選，所述進水中還添加有1.00～1.25mlL-1的微量元素Ⅰ配制液和1.00～1.25mlL-1的微量元素Ⅱ配制液；所述的微量元素Ⅰ配制液的組成為：EDTA5.0～6.0gL-1，FeSO49.1～9.2gL-1；所述的微量元素Ⅱ配制液的組成為：EDTA15.0～16.0gL-1，ZnSO4·7H2O0.40～0.45gL-1，CoCl2·6H2O0.20～0.25gL-1，MnCl2·4H2O0.95～1.00gL-1，CuSO4·5H2O0.20～0.25gL-1，NaMoO4·2H2O0.20～0.25gL-1，NiCl2·6H2O0.20～0.25gL-1，H3BO40.010～0.015gL-1。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：本專利技術通過控制進水基質中NH4+-N和NO2--N濃度以及反應器中氮容積負荷、Ni(II)的濃度、無機鹽的濃度和水力停留時間，實現了耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養，提供了一種耐受Ni(II)和無機鹽的污泥馴化方法以及處理含Ni(II)和無機鹽廢水的反應器性能提升策略，提升了反應器抵抗含鎳含鹽廢水不利影響的能力。附圖說明圖1為實施例1中不同運行時間下比厭氧氨氧化活性(SAA)的變化情況。圖2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法，其特征在于，包括：(1)以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種污泥，接種于厭氧氨氧化反應器中；(2)以含Ni(II)和無機鹽的模擬廢水為進水，以NH4+?N和NO2??N為進水基質，控制反應器中氮容積負荷以及無機鹽和Ni(II)的濃度，采用分階段運行方式進行厭氧氨氧化菌的培養，步驟如下：(a)第一階段：保持進水基質中NH4+?N的濃度始終為70～280mg?L?1，NO2??N的濃度始終為70～280mg?L?1，且NH4+?N和NO2??N摩爾質量的比值為1:1；以維持出水中NH4+?N和NO2??N的含量均在10mg?L?1以下為目標，控制初始氮容積負荷和水力停留時間，調整Ni(II)的濃度為0.1～0.3mg?L?1至反應器運行穩定；(b)第二階段：保持Ni(II)的濃度為0.1～0.3mg?L?1，加入2～3g/L無機鹽，反應器運行穩定后，以維持出水中NH4+?N和NO2??N的含量均在10mg?L?1以下為目標，控制氮容積負荷，延長水力停留時間，并不斷提升無機鹽的濃度至18～20mg?L?1；(c)第三階段：第二階段運行至NH4+?N和NO2??N的濃度均高于200mg?L?1以上后，進入第三階段，保持Ni(II)的濃度為0.1～0.3mg?L?1，將無機鹽的濃度降至0mg?L?1，使反應器進入恢復期；恢復期間，調整進水基質中NH4+?N和NO2??N的濃度均由70mg?L?1逐漸提升至280mg?L?1，控制氮容積負荷和水力停留時間，維持出水中NH4+?N和NO2??N的含量均在10mg?L?1以下，至反應器運行穩定。...

【技術特征摘要】
1.一種耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法，其特征在于，包括：(1)以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種污泥，接種于厭氧氨氧化反應器中；(2)以含Ni(II)和無機鹽的模擬廢水為進水，以NH4+-N和NO2--N為進水基質，控制反應器中氮容積負荷以及無機鹽和Ni(II)的濃度，采用分階段運行方式進行厭氧氨氧化菌的培養，步驟如下：(a)第一階段：保持進水基質中NH4+-N的濃度始終為70～280mgL-1，NO2--N的濃度始終為70～280mgL-1，且NH4+-N和NO2--N摩爾質量的比值為1:1；以維持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下為目標，控制初始氮容積負荷和水力停留時間，調整Ni(II)的濃度為0.1～0.3mgL-1至反應器運行穩定；(b)第二階段：保持Ni(II)的濃度為0.1～0.3mgL-1，加入2～3g/L無機鹽，反應器運行穩定后，以維持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下為目標，控制氮容積負荷，延長水力停留時間，并不斷提升無機鹽的濃度至18～20mgL-1；(c)第三階段：第二階段運行至NH4+-N和NO2--N的濃度均高于200mgL-1以上后，進入第三階段，保持Ni(II)的濃度為0.1～0.3mgL-1，將無機鹽的濃度降至0mgL-1，使反應器進入恢復期；恢復期間，調整進水基質中NH4+-N和NO2--N的濃度均由70mgL-1逐漸提升至280mgL-1，控制氮容積負荷和水力停留時間，維持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下，至反應器運行穩定。2.如權利要求1所述的耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法，其特征在于，步驟(1)中，厭氧氨氧化顆粒污泥的初始濃度為12～30gL-1；步驟(2)中，所述進水的pH為7.5～8.3。3.如權利要求1所述的耐受含鎳高氨氮含鹽廢水的厭氧氨氧化菌的培養方法，其特征在于，所述Ni(II)的添加形式為NiCl2·6H2O、NiS或NiO。4.如權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金仁村，吳丹，
申請(專利權)人：杭州師范大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33