专利名称：活性污泥中硝化细菌和脱氮细菌的高浓度培养方法、硝化细菌高浓度培养方法用培养促 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及以活性污泥为原料的硝化细菌(海洋性硝化细菌、淡水性硝化细菌)或脱氮细菌(海洋性脱氮细菌、淡水性脱氮细菌)的高浓度培养方法、该方法使用的培养促进剂以及活性污泥的减重加工方法。
物理化学法可以举出氨溶出法、间断点注氯法、沸石法和离子交换法等。
然而这些方法有副产物二次污染和效率低的问题。
另一方面作为生物法，众所周知最有力的方法是用硝化细菌(氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌)和脱氮细菌(硝酸氧化细菌)的微生物处理法。水体中有害的残留氮，在好氧环境下因硝化细菌作用而变成硝酸离子积累，而厌氧环境下因脱氮细菌作用而还原成安全的氮气释放至大气中。
然而硝化细菌繁殖速度慢，不能形成菌落存活，所以虽然确认其存在，但是时至百多年后的今日，依然没有成功地在工业上大量高浓度培养硝化细菌的报告问世。
也就是说，已有的培养方法是仅以纯粹培养为目的的试管级小规模培养，在两个月期间内仅能达到烧瓶内的培养基不产生悬浮的程度，所以不是能在工业上应用的培养方法。
要补充说明的是，硝化硝化细菌培养一旦开始，就会使pH降低，而过去尚并不知有效提高这种pH的方法。另一方面，碳源伴随硝化的进行而减少，过去用二氧化碳作碳源。供给二氧化碳虽能确实防止碳源枯竭，但是随着上述的pH近一步降低而使硝化细菌活动停止，形成细菌繁殖的屏障。
发明的公开〖关于保藏的生物材料〗(1)保藏单位名称通商产业省工业技术院生命工学工业技术研究所专利微生物保藏中心邮政地址邮政编码305-0046日本国茨城县筑波市东1-1-3(电话0298-54-6029)(2)保藏日期2000年4月27日(3)保藏编号FERM BP-7150本发明涉及一种硝化细菌的高浓度培养方法，该方法是下水污泥和屎尿污泥等活性污泥中所含少量硝化细菌的高浓度培养方法，其特征在于在溶解氧在2毫克/升以上、pH＝7.0～9.0和20～40℃温度等条件下，在预定时间内用NH4-N含有液对所说污泥作硝化培养，同时投入由碳酸钠和碳酸氢钠混合物组成的培养促进剂，使培养过程中趋于酸性侧的pH时时保持在上述范围内，用这种方法使上述活性污泥中所含硝化细菌得到培养和积累。
本发明还涉及一种高浓度脱氮细菌的培养方法，该方法是下水污泥和屎尿污泥等活性污泥中所含少量脱氮细菌的高浓度培养方法，其特征在于在溶解氧浓度在2毫克/升以下、pH＝6.0～9.0、温度为10～40℃以及存在ROH(R表示CH3-和/或C2H5-)作为外部碳源等条件下，在预定时间内用硝酸氮(NO3-N)含有液对所说的活性污泥进行脱氮培养，用这种方法使上述活性污泥中所含脱氮细菌得到培养和积累。
本发明能对硝化细菌和脱氮细菌进行大量和高浓度培养。
活性污泥本发明使用的活性污泥，可以举出下水污泥和屎尿污泥。这些污泥既可以是淡水稀释处理过的，也可以是海水稀释处理过的。但是若用海水稀释污泥作原料培养硝化细菌或脱氮细菌，由于能大量得到据视为稀少的有价值的海洋性硝化细菌和海洋性脱氮细菌，所以用海水稀释处理过的活性污泥是适当的。
要附带说明的是，天然海水中虽存在据说耐盐性高于淡水性硝化细菌的海洋性硝化细菌，但是由于其存在量极少，难于分离出纯品，所以有关它的研究晚于淡水硝化细菌。然而，若用本发明的培养方法，如上所述，以海水稀释处理的活性污泥作原料，可以得到高浓度海洋硝化细菌。而海洋硝化细菌有多层细胞壁，对影响处理水渗透压变化和繁殖的各种化学物质有更强耐受性。
硝化细菌的培养条件活性污泥中所含硝化细菌的培养，是指用污泥脱水滤液或(厌氧性)消化脱离液等污泥处理废液对该活性污泥硝化培养达预定时间(例如1个月、2个月或3个月)，但是这种硝化培养必须在好氧条件下进行，所以此时溶解氧(DO)必须在2毫克/升以上。然而本试验初次查明，溶解氧一旦过高，反而有增殖速度降低的趋势。以下详细说明这一点。
硝化细菌的硝化速度随溶解氧浓度的增高而加快，据说对硝化培养积累也同样，浓度越高进行得越快，岂知据查以活性污泥作原料的硝化细菌的培养积累，当溶解氧(DO)超过5毫克/升左右，反而会使速度降低。因此溶解氧(DO)浓度最好为2～4毫克/升。
而且pH必须处于7.0～9.0范围内，(特别是使用海水稀释活性污泥的场合下)优选7.5～8.5范围内，更优选7.5～7.8范围内。
培养温度处于20～40℃范围内时增殖速度快，更优选25～35℃。
在培养过程中碱度随pH的降低而减小。也就是说，氨氧化细菌将NH4+氧化成NO2-，亚硝酸氧化细菌将NO2-氧化成NO3-，反应式如下式(A)和(B)二式所示。其中式(C)是硝化细菌总反应式。
(氨氧化细菌)……(A)(亚硝酸氧化细菌)……(B)(混合体系)……(C)由此可知，要将NH4-N氧化成NO3-N，每毫克NH4-N需要4.57毫克O2，由于氢离子随硝化反应的进行而被放出，所以碱度随培养体系pH的降低而减小。由于培养速度随pH降低而减小，若不用缓冲液等使pH保持所定值，就会与已有方法同样，导致微生物的活动停止。
因此本发明考虑，将非氢化合物和含氢化合物制成混合物后具有适当缓冲作用，可能是适合的，为找出具体化合物，对许多化合物进行反复试错试验后发现，加入由碳酸钠和碳酸氢钠组成的培养促进剂，能使培养过程趋于酸性侧的pH复原，因而是一种最适用的方案。
一般知道，细菌细胞的合成反应可以用下式表示。
将其用在上述混合培养体系(C)的生化反应式上如下。
正如上式所表明的那样，对于硝化细菌的培养而言，即使与作为能量基质的铵离子相比，也需要大量碳源。
如上所述，供给碳酸钠和碳酸氢钠组成的培养促进剂，可以同时供给硝化细菌同化碳酸所需的碳源。以下作补充说明。
若只使用碳酸钠，碳酸钠有强碱性，虽然可以发现有足够改善pH降低的效果，但是因pH上升效果大而不能大量使用，缺点是不适于供给充分碳源。另外仅使用碳酸氢钠的场合下，虽然不存在无机碳源供给上的问题，但是要保持pH不变需要大量供给碳酸氢钠，因而也不好。
考虑到这些优缺点，采用碳酸钠和碳酸氢钠的混合物是适当的。使用该混合物水溶液，不仅能使逐渐降低的pH保持一定，而且还能有效供给生物体碳酸同化所需的无机碳源。
上述混合物中碳酸钠和碳酸氢钠间配比，以碳酸钠∶碳酸氢钠(摩尔比)＝4～7∶4～8为宜，具体讲使用0.4～0.7(摩尔/升)碳酸钠和0.4～0.8(摩尔/升)碳酸氢钠的混合水溶液是有效的。
其中就培养体系pH的监视而言，可以连续进行或定期间歇进行。优选用pH计等连续监视pH，但是并不限于此，也可以用酚红等pH指示剂人工监视。
NH4-N含有液中氨浓度，优选控制在100毫克/升以上和300毫克/升以下，更优选控制在200毫克/升以下。氨虽然是作为化学独立营养菌的氨氧化细菌进行碳酸同化生长时的一种能源，但是一旦过剩当然也会时常妨碍其生育和繁殖。而且与氨氧化细菌同样含在活性污泥中的亚硝酸氧化细菌，是能将氨氧化细菌氧化生成的亚硝酸继续加以氧化的细菌，其比例小于高浓度亚硝酸，所以不能将氨的初期浓度设定得过高。因此，当氨浓度超过300毫克/升的场合下，应当用海水或淡水适当稀释。
NH4-N含有液，优选用水处理厂内产生的污泥脱水滤液和消化脱离液等污泥处理废液。
上述培养条件下用污泥脱水滤液和消化脱离液等污泥处理废液对活性污泥进行硝化培养，能将该活性污泥中所含的少量硝化细菌培养到高浓度，此外本发明还能在两个月内将活性污泥减容到1/3～1/4，得到一种比重大的硝化污泥。
也就是说，活性污泥中最初含有大约0.35％硝化细菌。以这种活性污泥作原料，用NH4-N含有液对活性污泥培养富集两个月后，该活性污泥中硝化细菌含量增加到大约十倍(3.5％)。在此过程中其他杂菌因不能从外部得到营养源(铒料)而互相吞噬殆尽。结果导致活性污泥减量(减容)。
杂菌一旦灭绝殆尽就会变成被称为“颗粒”的比重大难分解的有机物，硝化细菌则以其为核处于四周。四周有硝化细菌的难分解的有机物，因比重大而从培养体系中沉降。为了培养高浓度硝化细菌，这种沉降性能必须良好。也就是说，一般而言硝化细菌比重轻，在纯净培养中呈漂浮状态。硝化细菌从培养体系中流出的可能性高，不能进行高浓度培养。因此，要进行高浓度培养就必须生成上述那样的核(难分解的有机物)，而核的生成在硝化细菌的纯净培养中并未被发现，仅仅在以活性污泥为原料时才被发现。
脱氮细菌的培养条件活性污泥所含脱氮细菌的培养，可以采用NO3-N含有液对该活性污泥培养预定时间(1、2或3个月)的方法进行。
脱氮细菌反应，是利用NO3-N含有液中所含的分子态氧，对作为氢供予体的有机能源(详见后述)进行氧化的一种氧化反应。换句话说，脱氮细菌反应可以用下式(省略式)表示，以NO3-代替氧对作为最终氢受体的有机物(AH2)的氧化反应。
因此这种脱氮细菌培养必须在厌氧条件下进行，所以溶解氧(DO)应处于2毫克/升以下，优选处于1毫克/升以下，更优选处于0.5毫克/升以下(也就是说，必须形成一种可进行硝酸呼吸的条件)。
pH可以在6.0～9.0范围内选择，若说以哪一侧为好，则以靠近碱性侧较好。具体讲pH优选处于6.5～8.5范围内，更优选7.0～8.5，最好为7.5～8.5。
培养温度低于10℃活性会急剧降低，所以通常为10～40℃，优选15～30℃，更优选25～30℃。
NO3-N含有液可以使用以活性污泥为原料进行硝化细菌培养(参照前项)时生成的硝化培养处理液。
如上所述，必须从外部补充作为氢给予体的有机物，用作细胞合成所需的碳源。这种外部有机物，从能获得更快增殖速度、价格低廉和容易获得的观点来看，优选甲醇。也可以用乙醇代替甲醇或与甲醇并用。
关于甲醇和/或乙醇的添加浓度并无特别限制，但是按甲醇计优选使CH3OH(毫克/升)∶NO3-N(毫克/升)处于3.0以上。附图的简要说明附
图1是一种污泥硝化培养装置实例的示意说明图；附图2是表示在污泥硝化培养过程中NH4-N浓度变化的曲线图，即表示投入NH4-N(100毫克/升)4小时后残余NH4-N浓度的曲线；附图3是表示污泥硝化培养过程中MLSS浓度的经日变化曲线图；附图4是表示污泥脱氮培养装置实例示意图；附图5是表示污泥脱氮培养过程中NO3-N浓度按日变化的曲线图；附图6是具有污泥大幅度减量(减容)性能的高度水处理装置的示意图；附图7是表示本实施例中一种形状的曝气槽的示意图；附图8是表示一种陆上封闭养殖装置实例的示意图。
硝化细菌的高浓度培养(硝化活性污泥的制造)在附
图1所示的注泄式培养槽(30升)中进行了2日循环分批培养。即，将海水稀释的屎尿污泥和厌氧性消化脱离液(用海水稀释至NH4-N浓度为100毫克/升)置于培养槽中，用恒温器和加热器将培养槽温度提高到27℃，然后用pH控制计和培养促进剂(由1N碳酸氢钠和0.5N碳酸钠组成的缓冲剂)将pH保持在7.5～8.5条件下进行培养(初期pH达到8.5以上时加入稀硫酸调节到8.5以下)。并且用放气球将溶解氧浓度调节到4毫克/升。
曝气1日后中止浓度达到100毫克/升时再添加消化脱离液。而且在第二日停止曝气，使污泥沉淀1小时除去上清液后，加入消化脱离液，再次开始曝气。反复进行这种循环操作。
由于原来海水稀释屎尿污泥的盐浓度相当于海水的80％，所以所说的培养从海水比80％开始，培养1日后在100毫克/升NH4-N被完全硝化成NO3-N的阶段，将海水比提高到100％。
曝气开始数小时后，由于NH4-N浓度直线减少，所以从曝气开始后经过0、1、2、3和4小时后测定残存NH4-N浓度，由NH4-N直线变化区间的斜率求出变化速度，将此速度除以MLSS的数值作为硝化速度(参照下式)。RNH4-N=dNH4-Ndt·1S]]>(式中，
NH4-N减少速度(mg-NH4-N/gMLSS·小时)S污泥MLSS浓度(g/升))经过约60天海水培养期间完成培养的海水培养硝化活性污泥(AMNS)，测定了其SV30和SVI，研究了其沉降特性，同时用光学显微镜观察了凝聚体的形成状况。
附图2的曲线，表示屎尿污泥的海水培养过程(图中表示浓度为100毫克/升浓度NH4-N经过4小时后的浓度)。
从附图2的曲线可知，培养开始2个月后，能够制成在海水比100％条件下经过4小时几乎可以完全硝化100毫克/升NH4-N的AMNS。采用由碳酸氢钠和碳酸钠组成的无机碳源调整PH，能够防止无机碳源不足引起硝化活性污泥的损失，利用这种方法培养2个月后，如图3所示，能够使AMNS的MLSS浓度比培养前增加到二倍。
AMNS中硝化细菌的硝化速度示于下表1中。
表1
※ 硝化速度的单位毫克NH4-N/克MLSS·小时据报道，活性污泥中硝化细菌的存在率约为0.35％，若由此计算则可以推算出在海水培养硝化污泥(AMNS)中的硝化细菌也以高浓度(3.5％)存在。
将培养槽静置时，可以发现细菌凝聚体，因比重大于海水而有一多半细菌凝聚体沉淀。这在用氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌等细菌的各自纯净培养时未能见到，而是在以活性污泥作原料的混合培养中被发现的。用显微镜对AMNS凝聚体的观察结果查明，污泥是由直径50～100微米的凝聚体组成的。而且，用扫描电子显微镜(SEM)对AMNS的观察结果查明，在污泥凝聚体内部含有由20～100微米的丝状菌和粘着物质组成的颗粒。因此，求出AMNS的SV30和SVI后将其一并记入表1中，其数值为9％和42.6％，说明沉降性能优良。由此可知，用海水稀释的屎尿污泥作原料，可以在段时间内大量生产出在海水中(当然在淡水中也)具有很高活性的硝化活性污泥。
与氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌的各自纯净培养相比，以活性污泥作原料混合培养的优点如下。
在纯净培养体系中必须分别单个使用氨和亚硝酸作为能量基质，而在混合培养体系中只需要供给氨作为能量基质即可。
而且在纯净培养体系中很难使菌体增殖达到高浓度，而在混合培养体系中则容易增殖到使培养基悬浮的程度。据查这是因为氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌在同族内等不形成菌落和凝聚体，而过浮游生活生态的缘故。
其中，将专业化得到的海洋性硝化细菌保藏在工业技术院生命工学工业技术研究所(保藏号FERM BP-7150，识别标识BICOMNitrifying Bacteria SWAQ SP-78)。
脱氮细菌的高浓度培养(脱氮活性污泥的制造)在附图4所示的注泄式培养槽内进行了二日循环分批培养。
也就是说，将12升经过海水稀释处理的屎尿处理厂的活性污泥投入脱氮槽中，然后用20升海水稀释。接着投入经硝化细菌培养产生的硝化培养处理液(NO3-N含有液)和三倍于NO3-N浓度的甲醇。
用恒温器和加热器使恒温槽保温在27℃下，并且用pH控制器以及盐酸或硫酸使上升的pH保持在7.0～8.5范围内。用搅拌机以70转/分钟速度进行搅拌，在第二天使污泥沉淀1小时，除去上清液后，投入含有三倍于NO3-N浓度甲醇的硝化培养处理液，再次搅拌。由于污泥原来的盐浓度相当于海水比75％，所以海水培养从海水比75％时开始。
附图表示屎尿处理厂的海水培养过程。图中表示了初始NO3-N浓度、经过4小时培养后残余的NO3-N浓度和海水比。在100毫克/升浓度NO3-N经过1天培养完全脱氮的阶段将海水比提高到100％。经过10日培养后，由于在100毫克/升NO3-N经1天培养几乎完全脱氮，海水比提高到100％，因为可以近一步提高脱氮活性污泥的活性和MLSS浓度，所以初始NO3-N浓度提高到150毫克/升和200毫克/升。
其结果，经过海水25日培养以后(在1个月内)，可以制成经4小时培养能够脱氮除去200毫克/升NO3-N的海水培养脱氮活性污泥(AMDS)。
培养前屎尿处理厂污泥的脱氮速度和AMDS的脱氮速度基于下式算出，示于下表2中。由搅拌开始数小时内NO3-N直线变化区间的斜率求出变化速度，再除以污泥浓度得到的数值作为脱氮速度(参照下式)。RNO3-N=dNO3-Ndt·1S]]>(式中，
NO3-N减少速度(mg-NO3-N/gMLSS·小时)S污泥MLSS浓度(g/升))表2
※脱氮速度的单位毫克NO3-N/克MLSS·小时经过海水培养1个月后，可以制成显示16.1毫克NO3-N/克MLSS小时脱氮活性的脱氮活性污泥。据查AMDS的脱氮速度，与下水处理等中报导的比脱氮速度(0.4～0.8克N/克MLSS·天)相比，数值高出一个数量级，可以认为脱氮细菌成为优势种。
上述的脱氮活性，经过2个月海水培养后，达到25毫克以上NO3-N/克MLSS·小时。
用扫描电子显微镜(SEM)对AMDS观测后发现，形成了20～100微米的颗粒。而且用光学显微镜观察AMDS的凝聚体后发现，污泥中存在许多直径为20～100微米的凝聚体。AMDS的SVI和SV30值如一并记入表2之中的那样，也分别为显示沉降特性优良的34.4和11％。
其中曾经将这样得到的海洋性脱氮细菌保藏在工业技术院生命工学工业技术研究所的专利微生物保藏中心，但被拒绝(已收到拒绝受托的证明书)。不过，该海洋性脱氮细菌微生物识别标志BICOMDenitrifying Becteria SWAQ SP-21由以下法人保管，处于受理向第三者部分出售的体制下，提出部分出售申请前必须先与微生物保管者订立合同。微生物部分出售合同书和微生物部分出售申请书请寄往“日本国大阪府丰中市新千里东町1丁目4番2号，千里生命科学中心16层株式会社BICOM邮政编码560-0082；电话06-4863-7529；电传06-4863-7509”高度水处理装置(硝化脱氮装置)以下基于附图6说明将硝化污泥培养槽和脱氮污泥培养槽组合成的、采用培养污泥返料法的下水污泥减量用和高度水处理用系统。
在水处理厂将作为被处理水的含有氮化合物的下水(排水)送入最初沉降槽，将上清液转入曝气槽。在其中进行硝化活性污泥和脱氮活性污泥的微生物处理，使排水中所含的氮化合物转化成氮气。排水经如此脱氮后送入最终沉淀池，其上清液作为处理水排出。
通常情况下，是将此沉淀池中的沉淀物作为活性污泥送入曝气槽中。而在本实施例的硝化脱氮装置中，却不将这种活性污泥返送入曝气槽，而是分别定量送入硝化污泥培养槽(N/B富集器)和脱氮污泥培养槽(D/B富集器)中。其余的活性污泥送入浓缩槽中。
被送入硝化污泥培养槽(N/B富集器)中的活性污泥，如前项说明的那样，在这种培养槽中进行硝化培养，可以生产(制造)含有高浓度硝化细菌的硝化活性污泥。其中作为此时的NH4-N含有液，可以使用处于处理厂内的。也就是说，可以使用消化槽排出的硝化脱离液和/或污泥脱水槽排出的脱水滤液(参见附图6)。
被送入脱氮污泥培养槽(D/B富集器)中的活性污泥，如前项所述，在这种脱氮污泥培养槽内进行脱氮培养，可以生产(制造)含有高浓度脱氮细菌的脱氮活性污泥。其中作为此时的NO3-N含有液，可以使用硝化污泥培养槽(N/B富集器)中产生的硝化液。
如上所述，过去是将最终沉淀池中的沉淀物作为活性污泥被返送入曝气槽中，然而在本实施例的硝化脱氮装置中，却不将这种活性污泥返送入曝气槽，而是分别送入硝化污泥培养槽和脱氮污泥培养槽中，在这些培养槽中，由于若是硝化污泥培养槽则仅培养积累硝化细菌，若是脱氮污泥培养槽则仅培养积累脱氮细菌，所以其余细菌均死灭(消灭)，具有使几乎由细菌占据全部容积的活性污泥容量(容积)大幅度减小的作用。
通过将这样制成的各种高浓度硝化活性污泥和脱氮活性污泥返送到曝气槽，能够以比迄今为止水处理更高速度、更高效能地进行处理。
曝气槽的形式可以采用过去已知的那些。例如如图7所示，可以举出(a)由硝化槽和脱氮槽组成的形式，(b)由第一脱氮槽和第一硝化槽以及第二脱氮槽组成的形式，以及(c)硝化槽和脱氮槽重复设置的形式等。
陆上封闭式养殖装置以下基于附图8说明陆上封闭式养殖装置作为本发明得到的硝化活性污泥和脱氮活性污泥的一个利用实例。
如图8所示，从置有海水以及许多鱼贝类，例如比目鱼、蝎子鱼和对虾等鱼苗的饲养罐，排出一定量海水送入沉淀槽。这种排出液中含有氨氮(NH4-N)。固形分在沉淀槽中沉淀，上清液用泵送入臭氧反应槽，通过与臭氧接触实施杀菌处理。
经过杀菌处理的液体，随后通过物理过滤槽被送入生物过滤槽。这种生物过滤槽由至少一个硝化槽和至少一个脱氮槽组成。事先将上述硝化活性污泥填充在上述硝化槽中，并将上述脱氮活性污泥填充到脱氮槽中。作为这种生物过滤槽中硝化槽和脱氮槽的组合方式，可以举出例如(a)由硝化槽和脱氮槽组成的形式，(b)由第一脱氮槽、第一硝化槽和第二脱氮槽组成的方式，以及(c)硝化槽与脱氮槽重复设置的方式等。通过生物过滤槽后，氨态氮被硝化活性污泥中所含的高浓度硝化细菌氧化转变成硝酸态氮，而硝酸态氮却被脱氮活性污泥中所含的高浓度脱氮细菌氧化转变成氮气。排水中的氮化合物以这种方式转变成氮气后，再返送入饲养槽之中。
对于本实施例中的陆上封闭式养殖装置而言，由于在工厂之类的室内能够用电脑控制管理饲养水的温度、溶解氧、pH、照度和水流等所谓的环境条件，不耗费人工，饲养费用低廉，所以能够降低生产成本。不仅如此，此外既没有病毒等病原菌侵入之虞，也没有引起海洋污染的担心。也就是说，过去进行的养殖由于是将海水连续或断续吸入饲养槽中，所以饲养的鱼类时常被海洋中的病毒感染。然而对于本实施例的封闭式饲养装置而言，由于使饲养水循环使用，所以没有病毒侵入的担心。而且过去的饲养方法中，必须从饲养槽中排出鱼类排泄的氨，将饲养水稀释后排入海洋中。因此出现海水被养殖排水污染的问题，但是在本实施例中，排入海洋的饲养水(排水)由于实际上污染物为零，所以没有污染海洋的担心。
保全地下水用土壤改良剂大约从50年以前土壤中的脱氮细菌就逐渐变少(或者完全变无)，土壤中所含的氮肥原封不动地向下方土壤中转移，成为地下水的污染源。地下水是构成生态系统健全水循环重要因素的一种贵重淡水资源。因此，考虑的现今的水不足和枯竭，其重要性今后会日益增高。
采用本发明制造方法得到的脱氮活性污泥，可以防止地下水被氮肥所污染。
也就是说，用耕耘机耕种农田，将上述培养试验得到的脱氮活性污泥(脱氮细菌)像播撒农药那样散布在土壤中。这样即使施用过量氮肥，这些过量氮肥在原地可以被土壤中的脱氮细菌脱氮，被植物吸收而不会向下转移，因而能够使氮肥对地下水的污染减小到最低限度。产业上利用的可能性如上所述，本发明能够提供一种以活性污泥作原料的硝化细菌(海洋性硝化细菌、淡水性硝化细菌)或脱氮细菌(海洋性脱氮细菌或淡水性脱氮细菌)的高浓度培养方法，该方法使用的培养促进剂以及活性污泥的减量加工处理方法，因而能够大量和高浓度地培养过去所不能得到的硝化细菌或脱氮细菌。而且还能使污泥大幅度减容。
权利要求
1.一种硝化细菌的高浓度培养方法，该方法是下水污泥或屎尿污泥等活性污泥中所含少量硝化细菌的高浓度培养方法，其特征在于在溶解氧2毫克/升以上、pH＝7.0～9.0和20～40℃温度的条件下，在预定时间内用NH4-N含有液对所说的活性污泥进行硝化培养的同时，投入由碳酸钠和碳酸氢钠混合物组成的培养促进剂，使培养过程中趋于酸性侧的pH时时保持在上述范围内，用这种方法使上述活性污泥中所含硝化细菌得到培养和积累。
2.一种硝化细菌的高浓度培养方法，该方法是下水污泥或屎尿污泥等活性污泥中所含少量硝化细菌的高浓度培养方法，其特征在于在溶解氧浓度5毫克/升以下的好氧条件下，在预定时间内用NH4-N含有液对所说的活性污泥进行硝化培养，同时投入由碳酸钠和碳酸氢钠混合物组成的培养促进剂，使培养过程中趋于酸性侧的pH时时保持在上述范围内，用这种方法使上述活性污泥中所含硝化细菌得到培养和积累。
3.按照权利要求1或2所述的硝化细菌的高浓度培养方法，其特征在于其中所说的NH4-N含有液是污泥脱水滤液或消化脱离液等污泥处理废液。
4.按照权利要求1～3中任何一项所述的硝化细菌的高浓度培养方法，其特征在于其中溶解氧为2～5毫克/升，pH＝7.5～8.5，温度为25～35℃。
5.按照权利要求1～4中任何一项所述的硝化细菌的高浓度培养方法，其特征在于其中所说的混合物中碳酸钠与碳酸氢钠间的混合比，按摩尔比计为4～7∶4～8。
6.按照权利要求1～5中任何一项所述的硝化细菌的高浓度培养方法，其特征在于其中所说的活性污泥是海水稀释污泥。
7.按照权利要求3～6中任何一项所述的硝化细菌的高浓度培养方法，其特征在于所说的污泥处理液中氨浓度为100～300毫克/升。
8.一种脱氮细菌的高浓度培养方法，该方法是下水污泥或屎尿污泥等活性污泥中所含少量脱氮细菌的高浓度培养方法，其特征在于在溶解氧浓度2毫克/升以下、pH＝6.0～9.0、温度10～40℃以及存在ROH(R表示CH3-和/或C2H5-)作为外部碳源的条件下，在预定时间内用NO3-N含有液对所说的活性污泥进行脱氮培养，用这种方法使所说的活性污泥中所含脱氮细菌得到培养和积累。
9.按照权利要求8所述的脱氮细菌的高浓度培养方法，其特征在于其中所说的NO3-N含有液是实施权利要求1～7中任何一项记载的硝化细菌高浓度培养方法时产生的硝化培养处理液。
10.按照权利要求8或9所述的脱氮细菌的高浓度培养方法，其特征在于其中包括添加外部碳源ROH，使所说的ROH(毫克/升)NO3-N(毫克/升)处于3.0以上。
11.按照权利要求8～10中任何一项所述的脱氮细菌的高浓度培养方法，其特征在于其中所说的活性污泥是海水稀释污泥。
12.一种硝化细菌的高浓度培养促进剂，是对下水污泥和屎尿污泥等活性污泥中所含的硝化细菌作高浓度培养，在预定时间内用污泥脱水滤液和消化脱离液等污泥处理废液对所说的活性污泥进行培养时，使所说的培养过程中变化的pH回归到预定范围内，同时变成碳源的硝化细菌高浓度培养促进剂，其特征在于由碳酸钠和碳酸氢钠的混合物组成。
13.一种活性污泥的减量加工方法，是下水污泥或屎尿污泥等活性污泥的减量加工方法，其特征在于在温度20～40℃、pH＝7.0～9.0和溶解氧2毫克/升以上的条件下，于预定时间内用NH4-N含有液对所说的活性污泥作硝化培养的同时，投入由碳酸钠和碳酸氢钠混合物组成的培养促进剂，使培养过程中趋于酸性侧的pH时时保持在上述范围内。
14.一种活性污泥的减量加工方法，是下水污泥或屎尿污泥等活性污泥的减量加工方法，其特征在于在温度10～40℃、pH＝6.0～9.0、溶解氧2毫克/升以下和存在ROH(R表示CH3-和/或C2H5-)作为外部碳源的条件下，于预定时间内用NO3-N含有液对所说的活性污泥作脱氮培养。
15.一种含高浓度硝化细菌的硝化活性污泥的制造方法，是含有高浓度硝化细菌的硝化活性污泥的制造方法，其特征在于在溶解氧2毫克/升以上、pH＝7.0～9.0和20～40℃温度的条件下，于预定时间内用NH4-N含有液对所说活性污泥作硝化培养的同时，投入由碳酸钠和碳酸氢钠混合物组成的培养促进剂，使培养过程中趋于酸性侧的pH时时保持在上述范围内，用这种方法使上述活性污泥中所含硝化细菌得到培养和积累。
16.一种含高浓度脱氮细菌的脱氮活性污泥的制造方法，是含有高浓度脱氮细菌的脱氮活性污泥的制造方法，其特征在于在溶解氧2毫克/升以下、pH＝6.0～9.0、温度10～40℃和存在ROH(R表示CH3-和/或C2H5-)作为外部碳源的条件下，于预定时间内用NO3-N含有液对所说活性污泥作脱氮培养，用这种方法使上述活性污泥中所含的脱氮细菌得到培养和积累。
17.一种土壤改良剂，其特征在于其中含有用权利要求16记载的制造方法得到的脱氮活性污泥。
全文摘要
一种下水污泥或屎尿污泥等活性污泥中所含硝化细菌的高浓度培养方法,在溶解氧2～4毫克/升、pH=7.5～8.5和温度25～35℃等条件下,在1～2个月时间内用污泥脱水滤液和消化脱离液等污泥处理废液(氨浓度100～300毫克/升)对活性污泥进行硝化培养的同时,投入由碳酸钠和碳酸氢钠混合物(摩尔比4～7∶4～8)组成的培养促进剂,使培养过程中趋于酸性侧的pH时时保持在7.5～8.5范围内,用这种方法使上述活性污泥中所含的硝化细菌得到培养和积累。借此可以提供一种对活性污泥中所含的硝化细菌进行大量和高浓度培养的方法。
文档编号C12N1/20GK1354786SQ00808700
公开日2002年6月19日 申请日期2000年6月5日 优先权日1999年6月10日
发明者米田哲 申请人:株式会社拜克