[发明专利]反硝化聚磷菌株及利用其去除废水中硝酸盐氮和总磷的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种从污水处理厂氧化沟外沟中的活性污泥中筛选反硝化聚磷菌株及利用其去除废水中的硝酸盐氮(NO₃^--N)和总磷(TP)方法。

背景技术

地表水环境污染问题之一是水体富营养化，藻类大量繁殖引发淡水区域“水华”和海域的“赤潮”现象。生态学中的“利比希(Liebig)最小因子定律”表明，水体中较高浓度的氮、磷含量是引发地表水体富营养化的主要环境因素，当总磷浓度超过0.1mg/L(如果磷是限制因素)或总氮浓度超过0.3mg/L(如果氮是限制因素)时，藻类会过量生长，引发江河、湖塘、近海的富营养化。

我国地表水体绝大部分氮、磷污染物来源于城镇生活污水和工业废水的排放。据统计，近5年来我国每年有近600亿吨的携带有氮、磷污染物的废水排放至自然水体中。虽然我国《城镇污水处理厂排放标准(GB 18918-2002)》与各行业排放标准均对总氮(TN)排放浓度均有规定，但环保部门对污水处理厂出水指标仍以化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨氮(NH₄⁺-N)作为总量控制指标，从而造成出水NH₄⁺-N达标、而TN超标成为较普遍现象。从技术上来说，主要是由于NH₄⁺-N变成氮气(N₂)的过程是先通过好氧硝化途径将NH₄⁺-N最终转化为NO₃^--N，然后再通过缺氧反硝化途径使NO₃^--N变成N₂去除。所以废水中的NH₄⁺-N指标虽然低了，但氮元素仍然以NO₃^--N的形式存在于水中，污水中的TN含量依然较高，其中大部分为NO₃^--N，致使污水处理厂出水TN达不到排放标准。而藻类生长正好是先需摄取NO₃^-，并非是NH₄⁺-N，水体中高浓度的NO₃^--N更易促使藻类疯长。因此，近来对废水中NO₃^--N的去除日益受到重视。在我国的太湖流域、滇池流域等区域对排放废水的总氮开始严格执行相关排放标准(包括国家或地方排放标准)，如江苏省地方排放标准《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)，并关注外排出水中的NO₃^--N浓度。

废水处理厂多采用生物法即生物强化脱氮除磷工艺(如A²/O、SBR、氧化沟等)，而反硝化聚磷菌是生物强化脱氮除磷工艺的主要功能菌群。反硝化聚磷菌(denitrifying poly-phosphate accumulating organisms，DNPAOs)是一类以氧或硝酸盐氮为电子受体聚磷的菌群，在厌氧环境中DNPAOs释放体内的多聚磷酸盐(Poly-P)获得能量吸收水体中的挥发性脂肪酸，将其储存为聚羟基脂肪酸酯(PHA)；在好氧或缺氧环境中再消耗PHA，以氧或硝酸盐氮为电子受体超量吸收水中的磷，并在菌株体内再次合成Poly-P。利用聚磷菌进行生物除磷，既节省了投加化学药剂除磷所增加的成本，又避免了化学除磷产生的化学污泥。