[发明专利]厌氧氨氧化反应器快速启动及厌氧氨氧化菌活性恢复的方法

说明书

本发明涉及厌氧氨氧化反应器快速启动及厌氧氨氧化菌活性恢复的方法，所述方法为在厌氧氨氧化反应器中提高水相中群感效应信号分子的浓度，或者，当厌氧氨氧化反应器中的厌氧氨氧化菌的细胞密度低于10¹⁰cells/mL时，向水相中补加群感效应信号分子，使厌氧氨氧化菌探测到群感效应信号分子并进行厌氧氨氧化功能的表达；向水相中通入磁场，在磁场减弱时将电场作用于反应器，电场停止时恢复磁场强度，如此反复；向反应器内通入还原性气体和惰性气体，保持厌氧环境。

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，具体涉及厌氧氨氧化反应器快速启动及厌氧氨氧化菌活性恢复的方法。

背景技术

我国水体氨氮污染形势严峻，高浓度氨氮废水的达标处理成为当前亟待突破的重大环保课题。近年来，厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation)技术因其供氧能耗省、无需有机碳源、容积负荷高、污泥产量低等优势，成为目前最具应用前景的新型生物脱氮工艺，尤其适用于高浓度含氮废水的处置。然而厌氧氨氧化菌生长缓慢，世代周期长，对环境较为敏感，其脱氮性能易受环境和水质条件变化的影响。因此，研究厌氧氨氧化工艺的快速启动和活性失稳后的恢复能力，对该工艺的推广应用具有重大的现实意义。

许多研究表明，厌氧氨氧化菌之间存在群感效应，首先厌氧氨氧化菌具有密度依赖性，只有当细胞密度达到10¹⁰-10¹¹cells/mL时，种群的厌氧氨氧化活性才显现出来；其次厌氧氨氧化菌倾向于抱团聚集生长成颗粒污泥的特性，也是典型的群感效应特征之一。厌氧氨氧化属于革兰氏阴性菌，以乙酰化高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones,AHLs)为种内信号分子。目前文献中检测到的厌氧氨氧化菌AHLs信号分子的种类有C₆-HSL(N-Hexanoyl-L-Homoserine lactone)、C₈-HSL(N-Octanoyl-homoserine-lactone)和C₁₂-HSL(N-Dodecanoyl-homoserine-lactone)等。针对厌氧氨氧化反应器启动和受冲击后恢复时间长的瓶颈问题，可以基于厌氧氨氧化菌的群感效应解决，然而，群感效应的处理成本较高，厌氧氨氧化菌显现或恢复活性的时间依然较长，活性也有待提高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了厌氧氨氧化反应器快速启动及厌氧氨氧化菌活性恢复的方法，基于现有的厌氧氨氧化菌的群感效应，增加群感效应信号分子的浓度，同时，采用电磁方法，再配合特定气体，协同激活厌氧氨氧化菌，缩短厌氧氨氧化菌显现活性或恢复活性的时间，提高厌氧氨氧化菌的活性。

所述厌氧氨氧化反应器快速启动的方法，为在厌氧氨氧化反应器中，提高水相中群感效应信号分子的浓度，使厌氧氨氧化菌探测到群感效应信号分子并进行厌氧氨氧化功能的表达；向水相中通入磁场，在磁场减弱时将电场作用于反应器，电场停止时恢复磁场强度，如此反复；向反应器内通入还原性气体和惰性气体，保持厌氧环境。

所述厌氧氨氧化菌活性恢复的方法，为当厌氧氨氧化反应器中的厌氧氨氧化菌的细胞密度低于10¹⁰cells/mL时，向水相中补加群感效应信号分子，使厌氧氨氧化菌探测到群感效应信号分子并进行厌氧氨氧化功能的表达；向水相中通入磁场，在磁场减弱时将电场作用于反应器，电场停止时恢复磁场强度，如此反复；向反应器内通入还原性气体和惰性气体，保持厌氧环境。

厌氧氨氧化菌之间存在群感效应，即具有密度依赖性，当细胞密度达到10¹⁰-10¹¹cells/mL时，种群的厌氧氨氧化活性才显现出来。本发明人为地提高厌氧氨氧化反应器中胞外微环境的群感效应信号分子(即AHLs物质)的浓度，在该浓度刺激下，厌氧氨氧化菌探知群感效应信号分子，开始特定基因表达，显现或恢复厌氧氨氧化活性。

所述提高水相中群感效应信号分子的浓度或向水相中补加群感效应信号分子的方法包括三种可选的方式：