[发明专利]一种工业化厌氧氨氧化菌的贮存和再次利用的方法

说明书

一种工业化厌氧氨氧化菌的贮存和再次利用的方法，属废水生物处理领域。该方法包括：厌氧氨氧化菌种的选取、贮存和活性恢复三个步骤，步骤1自正常运行的厌氧氨氧化反应器不同部位取出活性污泥进行均匀混合并充入高纯氩气，选取适合的厌氧氨氧化菌种，步骤2将选取的菌种沉淀淘洗后添加贮存基质后，充入高纯氩气，根据不同贮存期限选择贮存过程中的温度及基质浓度等环境条件。步骤3对贮存后的厌氧氨氧化菌种进行可控的减压升温、阶梯负荷的活性恢复操作，可迅速得到便于再次工业化利用的高活性的厌氧氨氧化菌种。本发明实现厌氧氨氧化菌的高活性贮存，操作因子均为工业化易于实现的控制条件，操作简便，费用低廉，具有很高的应用价值。

技术领域

本发明属于废水生物处理领域，涉及一种厌氧氨氧化菌的贮存和再次利用的方法。

背景技术

厌氧氨氧化工艺自1995年被发现以来，已经被公认为是一种新型的高效低耗的生物脱氮技术。由于厌氧氨氧化菌能够以无机的CO₃^-作为唯一碳源进行生长代谢，无需有机碳源；无需供氧；其氨氧化速率是好氧硝化菌的25倍；所能达到的总氮去除负荷是传统硝化反硝化工艺的数十倍；污泥产率极低。上述优良的工艺特性使厌氧氨氧化技术在生物脱氮领域突显其经济性，且对低碳氮比的含氨废水有天然的适应性以及高效的脱氮能力，使其在研究及工业应用领域展现出强大的生命力。

厌氧氨氧化菌倍增时间长，生长非常缓慢，生长速率0.0027h^-1，倍增时间10.6d，产率系数为0.07g蛋白质/gNH₄⁺-N。各国研究者对于厌氧氨氧化菌的生长因子做了深入研究，其适宜温度为30～40℃，pH为6.7～8.3，溶解氧的耐受量为0.5％，对亚硝酸的耐受浓度为7mmol/L。厌氧氨氧化菌在自然状态下极低的丰度，增长的缓慢性以及对环境条件的敏感性增加了其富集培养和工业化应用的难度。

研究表明，在厌氧氨化氧化工艺启动运行时，增大前期接种厌氧氨氧化污泥量或增加后期厌氧氨氧化菌种的添加频率可克服厌氧氨氧化工艺的应用困难。富集培养并有效保藏厌氧氨氧化菌种是解决其应用匮乏的有效措施。常见的菌种保存方法有液体石蜡法、液氮法、冷藏法、冷冻法及凝胶包埋法等。这些技术虽然能在某种程度上有保留细菌活性的效果，但能否直接应用于厌氧氨氧化菌的保存过程需要积累相当的实验数据给予支持。而且由于厌氧氨氧化菌对温度变化以及基质浓度的高低都非常敏感，因此选择合适的保存条件及环境因素至关重要。菌体活性会随着保存时间的延长先下降后趋于稳定，若保存时间较短时，采用常温保存法既不会对菌体活性变化产生影响，又能节省成本；当保存时间较长时，低温的选取也需尽可能地减少活性受抑制程度，同时考虑成本的节约。

菌种经过一定时间的保藏之后的恢复活性一方面与其保藏条件和环境因素有关，另一方面也与恢复活性的方式和过程直接相关。尤其是在非常温条件下的菌种保藏，需要考虑菌种对于环境温度聚变的适应性。

发明内容

本发明提供了一种符合实际工业应用的对厌氧氨氧化菌的贮存和再次利用的方法。它能够较为简便的实现工业化应用中的常规环境因素和技术条件下对状态适宜的厌氧氨氧化菌进行选取、有效贮存，并进行较为迅速、可靠的菌种恢复活性，以实现厌氧氨氧化菌种的再次利用。整个操作过程所需的控制性因素较少，控制条件较为简单且均为易于实现的常规工业化条件，贮存及恢复活性效果稳定可靠。本发明主要面向厌氧氨氧化菌种的工业化贮存和销售过程，同时可以有效的实现工业化应用的接种污泥及启动反应器。

本发明所采用的工业化厌氧氨氧化菌的贮存和再次利用的方法如下：

1、厌氧氨氧化菌种的选取

厌氧氨氧化菌种在贮存过程中，需要长时间处于在较低温度和基质环境条件中，以维持较低代谢活性。因此为了能抵御较为恶劣的生存环境，需要对适宜长时间贮存的厌氧氨氧化菌种进行筛选。