质溶液和微量元素。根据需要可在实验运行周期任一时期取样，通过分子生物学手段检测反应器中微生物的丰度和多样性等特征。通过硝态氮的去除速率和甲烷的消耗速率的增加来监测反应器中DAMO微生物的富集效果。
[0055]标准状态下甲烷在液相中的溶解度最大仅为22mg/L，即每升液体中最多含有甲烷22mg可供微生物利用。而标准状态下，活性碳纤维丝或颗粒活性炭可吸附甲烷分别为4.3X105mg/L和8.6X104mg/L，大大增加了可供利用的甲烷量和甲烷浓度。另外，目前研宄获得的SBR反应器中DAMO微生物的最大甲烷消耗速率达到30ml/d。在没有使用气体吸附材料的反应器中，有效容积为2L的反应器中，即使每天通入高纯度的甲烷气体也不能满足微生物生长所需的甲烷。在反应器中加入的少量甲烷吸附材料，就能保证供给微生物足量的CH4，且避免了频繁通甲烷可能造成的污染和安全隐患。本实施例中吸附膜中18g的活性碳纤维丝就能满足DAMO微生物30天的CH4用量，保证了反应中足够的甲烷量，减少了频繁通甲烷的麻烦，加快了 DAMO微生物的富集速度。
[0056]实施例四、间歇式运行富集以N03_为电子受体的N-DAMO古菌
[0057]除了加入的不是NO2--N溶液而是NO3--N溶液，以及N03_浓度保持在50mg/L-200mg/L以外，反应器的搭建与运行与实施例三相同。
[0058]实施例五、反应器连续式运行
[0059]根据所设定的进水流量来控制水力停留时间。将实施例三、四中的间歇式运行反应器的进气管(11)连接含90% CH4,5%队和5% CO 2混合气体的气罐，通过玻璃转子流量计控制气体流量为10-25ml/min，并打开排气支管(1a);预留管(7)连通外界进行排水。开始时配置浓度为10mg/l的亚硝酸盐废水或浓度为50mg/l的硝酸盐人工废水，并使用氮气对废水进行曝气以脱出其中的氧气。通过恒流泵将人工废水(含微量元素和矿物基质)贮存罐连接到反应器下部的管道(3)，接上继电器，控制N的加入量，其它反应条件和间歇式运行相同，进行连续式运行。人工废水的N浓度根据反应器中N的去除速率进行调整连续运行可简化运行控制，实现基质的连续供给。
【主权项】
1.一种快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的装置，其特征在于:包括反应器主体(I)，在反应器主体(I)侧壁外设有外壳体(2)，所述反应器主体(I)和外壳体(2)之间形成夹层腔，所述外壳体(2)上设有与夹层腔相通的水浴进口(5)和水浴出口 ￠)，反应器主体⑴上设有出液管(3)、进液管(4)和预留管(7)，所述出液管(3)、进液管(4)和预留管(7)伸到外壳体(2)外；所述反应器主体(I)的顶端设置有顶盖(8)，所述反应器主体(I)上端设有电极口(9)和采气管(10)，所述采气管(10)上设有排气支管(1a);所述反应器主体(I)底部设置有进气管(11)，所述反应器主体(I)内侧壁的中部沿周向设置有吸附层支撑架(12)，所述吸附层支撑架(12)上安装有吸附层(13)，所述吸附层(13)沿反应器主体(I)的径向设置，所述反应器主体(I)内壁下部沿周向设置有曝气板支撑架(14)，所述曝气板支撑架(14)上安装有曝气板(15)。
2.如权利要求1所述的快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的装置，其特征在于:所述吸附层(13)的材料为颗粒活性炭或活性碳纤维丝；所述曝气板(15)上设有孔径为3?50mm的曝气孔。
3.如权利要求2所述的快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的装置，其特征在于:所述吸附层(13)的材料为活性炭纤维丝或颗粒活性炭， 当采用活性炭纤维丝作为吸附材料时，吸附层的制作方法为:将活性碳纤维丝在150°C下烘干2h，放入干燥器冷却，然后将活性碳纤维丝平铺在一张8目?10目的圆形涤纶筛网上，再盖上一张同样大小的圆形涤纶筛网，以尼龙线固定，即制作好了吸附层； 当采用颗粒活性炭作为吸附材料时，吸附层的制作方法为:将活性炭颗粒物在150°C下烘干，放入干燥器冷却，然后将活性炭颗粒物平铺在一张8目?10目的圆形涤纶筛网上，再盖上一张同样大小的圆形涤纶筛网，以尼龙线固定，即制作好了一层颗粒活性炭网；将多层颗粒活性炭网叠放，以细不锈钢丝连结，即制作好了吸附层。
4.如权利要求1或2所述的快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的装置，其特征在于:所述水浴进口(5)和水浴出口(6) —下一上相对设置在外壳体(2)上。
5.如权利要求1或2所述的快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的装置，其特征在于:所述顶盖(8)与反应器主体(I)采用螺旋配合，所述出液管(3)、进液管(4)、预留管(7)、电极口(9)、采气管(10)和进气管(11)上均有与螺旋密封盖配合的螺纹。
6.一种快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的方法，其特征在于:包括: 构建权利要求1?5任一项所述的装置； 在反应器中投加含有硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的污泥、矿物质、微量元素溶液，加蒸馏水定容；将甲烷气体通入反应器内，充分曝气后密封反应器；搅拌，控制搅拌速度为100?200rpm ;控制pH在7?7.5，控制温度在30?35°C ;保持反应器内甲烷气体浓度为60?90%，压力为I?1.5个大气压；在反应器中定期加入亚硝酸盐或硝酸盐，使得反应器内NOf浓度控制在10?20mg/L或NO 农度为50?200mg/L。
7.如权利要求6所述的快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的方法，其特征在于:所述投加矿物质为每升泥水反应液中含有如下重量的下列组分:KHC03:1.0-1.5g ；KH2PO4:0.06g ；CaCl2.2H20:0.3g ；MgS04.7H20:0.2g ； 所述微量元素溶液包括酸性微量元素溶液和碱性微量元素溶液: 其中酸性微量元素溶液用蒸馏水配制，每升溶液中含有2.1g FeSO4.7H20，0.07gZnSO4.7Η20，0.12g CoCl2.6Η20，0.5g MnCl2.4Η20，0.32g CuSO4,0.1g NiCl2.6Η20，0.015gH3BO3, 10mM HCl ； 碱性微量元素溶液用蒸馏水配制，每升溶液中含有0.07g SeO2,0.05g Na2WO4.2H20，0.25g Na2MoO4, 1mM NaOH。
8.如权利要求6或7所述的快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的方法，其特征在于:所述污泥接种物中的污泥来源于湖泊底泥、污水处理厂厌氧污泥、稻田土沉积物中的一种或多种混合物。
【专利摘要】本发明涉及一种快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的装置，包括反应器主体，反应器主体侧壁外设有外壳体，反应器主体和外壳体之间形成夹层腔，外壳体上设有与夹层腔相通的水浴进口和水浴出口，反应器主体上设有出液管、进液管和预留管；反应器主体的顶端设置有顶盖，反应器主体上端设有电极口和采气管，采气管上设有排气支管；反应器主体底部设置有进气管，反应器主体内侧壁的中部沿周向设置有吸附层支撑架，吸附层支撑架上安装有吸附层，反应器主体内壁下部沿周向设置有曝气板支撑架，曝气板支撑架上安装有曝气板；本发明还涉及使用这种装置快速富集硝态氮还原型厌氧甲烷氧化菌的方法。
【IPC分类】C12M1-02, C12M1-00, C12N1-20, C12M1-04
【公开号】CN104611193
【申请号】CN201510071699
【发明人】卢培利, 李微薇, 张代钧, 耿丹丹, 宋福忠, 张佩
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月11日