[发明专利]基于混合菌群合成PHA工艺的快速富集好氧反硝化菌的方法

说明书

本发明公开了一种基于混合菌群合成PHA工艺的快速富集好氧反硝化菌的方法，所述方法采用序批式运行方式，运行一个周期包括进水阶段（5 min）、好氧丰盛阶段（2.5 h）、进硝化液阶段（5 min）、好氧饥饿阶段（7.5 h）、静置沉淀阶段（1.5 h）和排水阶段（15 min），一个周期12 h，一天运行2个周期；运行维持温度20~25℃，pH值为7~9，污泥龄10天，每天排泥一次；运行15天后，富集产PHA的好氧反硝化菌群进入群落稳定状态。该方法可以富集好氧反硝化菌，且结合了PHA合成工艺，不仅可以加快富集速度，而且能够提高菌群竞争能力从而提高稳定性，为硝酸盐废水提供了一种可能的处理方式。

技术领域

本发明属于生物脱氮领域，涉及一种好氧反硝化菌富集方法，具体涉及一种基于混合菌群合成聚羟基脂肪酸酯（PHA）工艺的快速富集好氧反硝化菌的方法。

背景技术

传统的生物脱氮技术依赖于硝化菌和反硝化菌的共同作用。因需氧条件不同，硝化反应和反硝化反应无法同步实现，而好氧反硝化菌能在曝气池中直接实现反硝化过程，自提出以来，凭借能实现同步硝化—反硝化的优点，节省了基建的投资费用，并且反硝化过程产生的碱度足以补偿硝化作用消耗的碱度，降低了药物的费用。

由于好氧反硝化菌生长条件没有特殊要求，相同环境中许多菌可与它竞争，故筛选效率不高。目前，已公布的一些筛选思路和方法主要有以下几种：（1）利用特定培养基对好氧反硝化菌进行分离筛选。但该方法适用性不强，不适合从复杂的活性污泥体系中筛选好氧反硝化菌株。（2）通过稀释将本来不占优势的好氧反硝化菌分离出来。但稀释法周期太长，筛选效率不高。（3）利用好氧、缺氧的频繁转换，使好氧反硝化菌在竞争中取得优势地位。但这种方法富集速度慢，菌群竞争能力弱，不稳定。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于混合菌群合成PHA工艺的快速富集好氧反硝化菌的方法。该方法采用碳源充盈-碳源匮乏（Feast-famine）的完全好氧交替环境，在碳源匮乏期加入富含硝酸盐的溶液，进而形成生态筛选压力，使得活性污泥中好氧反硝化菌在碳源匮乏期以胞内PHA为碳源来还原硝酸盐并增殖。通过该筛选压力定向富集污泥中的好氧反硝化菌群，提升活性污泥工艺的同步硝化反硝化能力，强化污水处理工艺的脱氮效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于混合菌群合成PHA工艺的快速富集好氧反硝化菌的方法，采用序批式运行方式，运行一个周期包括进水阶段、好氧丰盛阶段、进硝化液阶段、好氧饥饿阶段、静置沉淀阶段和排水阶段共6个运行阶段，一个周期12 h，一天运行2个周期，其中：进水阶段5min，好氧丰盛阶段2.5 h，进硝化液阶段5 min，好氧饥饿阶段7.5 h，静置沉淀阶段1.5 h，排水阶段15 min；运行维持温度20~25℃，pH值为7~9，污泥龄10天，每天排泥一次；运行15天后，富集产PHA的好氧反硝化菌群进入群落稳定状态，具体步骤如下：

步骤一、以市政污水处理厂的活性污泥作为接种污泥，将其接种到好氧反硝化菌富集反应系统中，将碳源泵入好氧反硝化菌富集反应系统中，并同时曝气和搅拌，维持系统好氧环境，其中：

所述活性污泥的接种量为3000~5000mg/L；

所述碳源为乙酸钠；

所述进水方式为碳氮耦合或碳氮分离的进水方式；

所述碳氮耦合的进水方式为乙酸钠和氨氮混合进水，碳氮耦合进水的COD为1000mg/L，氨氮为50mg/L；

所述碳氮分离的进水方式为乙酸钠单独进水，碳氮耦合进水的COD为1000mg/L，不含氮元素；

步骤二、在好氧丰盛期控制曝气量为3L/min，使微生物合成PHA；

步骤三、反应2.5h后系统进入碳源匮乏期，此时泵入硝酸盐溶液，维持好氧环境运行7.5h，其中：

硝酸盐的浓度为20~40mg N/L；

步骤四、7.5h后，硝酸盐被去除，停止曝气和搅拌，静置沉淀1.5h，实现混合菌群沉淀和液体的分离；