[发明专利]一种提高反硝化厌氧甲烷氧化微生物运行稳定性的方法

说明书

本发明为一种提高反硝化厌氧甲烷氧化微生物运行稳定性的方法，涉及一种提高反硝化型厌氧甲烷氧化工艺运行稳定性的方法。其特征在于包括如下步骤：（1）采用序批式反应器进行反硝化型厌氧甲烷氧化微生物（DAMO）的人工富集。（2）稳定运行步骤（1）的富集反应器稳定运行，得到活性较高的富集产物。（3）对步骤（2）中的富集产物周期性地改变其富集模式，最终得到对环境变化具有高耐受性的富集产物。本发明提供的方法利用变化的富集模式所得到的富集产物，相较于普通富集产物，在实际应用中，对硝酸盐氮污水具有更加高效、稳定的处理与运行效果。

技术领域

本发明涉及污水微生物脱氮技术领域，特别涉及一种提高反硝化型厌氧甲烷氧化工艺运行稳定性的方法。

背景技术

污水生物脱氮工艺经历了长期的发展历程，新型生物脱氮技术的涌现正不断突破传统理论的认识，如厌氧氨氧化、异养硝化-好氧反硝化等过程。好氧和厌氧工艺结合的污水处理工艺广泛应用于污水处理厂，而厌氧阶段产生的甲烷往往不能被有效地收集处理与回收利用。这既是一种资源的浪费，也是一种温室气体的污染。反硝化厌氧甲烷氧化（Denitrifying anaerobic methane oxidation，DAMO）是一种比较新的生物反应，DAMO微生物将反硝化过程和厌氧甲烷氧化过程耦合在一起，以氮氧化物为电子受体，以甲烷为电子供体，将二者分别 转化为氮气和二氧化碳。利用甲烷作为反硝化微生物的碳源，既是一种资源利用也避免温室气体的污染，因此，DAMO过程是一种潜在的脱氮除碳途径，也是为开发一种新型的脱氮工艺提供了思路。DAMO微生物的代谢途径主要分为两类：5CH₄+8NO₃^-+8H⁺→5CO₂+4N₂+14H₂O (1)和3CH₄+8NO₂^-+8H⁺→3CO₂+4N₂+10H₂O (2)。由于DAMO微生物为自养型微生物，生长缓慢，而且它对外界环境非常敏感，所以富集时间长、环境耐受性低等问题一直是限制DAMO相关技术发展和应用的主要因素。影响DAMO活性的环境因素主要包括：盐度、pH、DO以及有机物浓度等等。目前的研究主要集中于提高富集产物活性以及缩短富集时间方面，而对富集产物应用于实际污水处理的稳定性鲜有研究。中国专利申请CN 103275868B公开了一种基于间歇式膜生物反应器富集反硝化型甲烷厌氧氧化菌的装置和方法，属于污水处理技术领域。主要包括SMBR反应器、进水箱、自动控制系统和出水箱、甲烷储气罐、氩气储气罐等；SMBR反应器内有膜组件，自动控制系统能控制SMBR反应器的进水、厌氧反应、排水、排泥步骤。本发明通过优化运行参数，能获得较高纯度的富集培养物。

中国专利申请CN 103172171 A公开了一种反硝化厌氧甲烷氧化微生物富集的系统及其方法，属于微生物富集技术领域。本发明提供了一种反硝化厌氧甲烷氧化微生物富集的系统及其方法，该系统包括：中空纤维膜反应器以及一系列功能结构。该发明依次按照序批模式、连续流模式运行，可以提高甲烷利用效率，缩短反硝化厌氧甲烷氧化微生物的富集时间。