一种富集培养耐盐硝化菌群的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境微生物领域，具体涉及一种富集培养耐盐硝化菌群的方法。
【背景技术】
[0002] 生物脱氮是解决氮素污染较为经济有效的方法之一。不管是传统的微生物附着 型废水处理构筑物还是新开发的高效生物膜处理系统，负责脱氮的微生物主要是自养硝化 菌。自养细菌自身的增殖速度慢、在混合培养的活性污泥系统中无法与异养细菌竞争、难 以获得较高的生物量、硝化效率低，导致自养微生物脱氮系统抗冲击能力弱、硝化作用不完 全、总氮去除率低。特别是在处理总含盐质量分数大于1%的高盐度废水时，废水中含有的 高浓度盐会破坏微生物的细胞膜和菌体内的酶活性，导致硝化细菌的生长被抑制，脱氨氮 活性降低，从而增加了高含盐氨氮废水的处理难度。那么富集培养适应高盐度氨氮废水的 硝化菌群成为解决高盐度氨氮废水难处理问题的一个有效途径。
[0003] CN1354786A公开了一种活性污泥中高浓度硝化细菌的培养方法，以下水污泥和屎 尿污泥作为接种污泥，处理氨氮浓度范围为l〇(T300mg/L，超过此浓度会对菌体产生抑制作 用。CN101240253A公开了一种活性污泥中高效硝化细菌的富集方法，以污水处理厂活性 污泥为接种物，以氨氮、微量无机盐及缓冲液为培养液，处理过程中加入少量有机物，其氨 氮处理浓度可达1200mg/L ;上述现有技术虽然都获得了高效硝化细菌，但是均存在不适合 处理高含盐氨氮废水的不足。CN201010267865. 6公开了一种耐盐硝化菌群的富集培养方 法，以活性污泥作为接种物，采用序批式方式进行富集培养，该发明采用逐步提高盐度的方 法对硝化菌群进行驯化，整个驯化周期需要45~90天，最终所驯化的硝化细菌能耐受的氯 化钠和硫酸钠浓度分别为6. 5g/L和16g/L，该发明所获得的硝化细菌仍然不适合处理盐浓 度大于25g/L (含盐质量分数大于2. 5%)的含氨废水。CN201210102760.4公开了一种高盐 度、高浓度氨氮废水的处理方法，该方法采用的驯化后的硝化细菌，适合处理500mg/L浓度 氨氮、含盐量35g/L以内的高盐度废水。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明提供一种富集培养耐盐硝化菌群的方法。该方 法所得到的硝化菌群活性高、使用效果好，能够处理高含盐废水中的氨氮。
[0005] 本发明富集培养耐盐硝化菌群的方法，以活性污泥作为接种物，采用批次补料和 批次换水交替进行的方式，通过逐渐提高培养液氨氮浓度和盐度的方法来进行富集，所用 培养液包括硝化菌生长促进剂和铵盐，所述硝化菌生长促进剂包括金属盐和多胺类物质， 其中金属盐为40~100重量份，优选为50~80重量份，多胺类物质为5~30重量份，优选为 ΚΓ20重量份；所述的金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。
[0006] 本发明所述的金属盐可以是钙盐、镁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+和Cu 2+的摩尔比为 (5~15): (5~25): (0. 5~5)，优选为（8~12): (ΚΓ20): (1~4);或者是钙盐、亚铁盐和铜 盐，其中 Ca2+、Fe2+和 Cu2+的摩尔比为（5~15): (1~8): (0.5~5)，优选为（8~12): (2~6): (1~4);或者是钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg' Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5~15): (5~25):(广8): (0.5飞），优选为（8~12): (10-20):(2飞）：（1~4)。
[0007] 本发明所述的钙盐为CaS04或者CaCl2，优选CaS0 4 ;镁盐为MgS04或者Mg Cl2，优 选MgS04 ;亚铁盐为FeS04或者FeCl2，优选FeS04 ;铜盐为CuS04或者CuCl2，优选CuS04。
[0008] 本发明所述硝化菌生长促进剂中的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合 物。
[0009] 本发明所述硝化菌生长促进剂还可以包括无机酸羟胺，含量为0. 5~15重量份，优 选为2~10重量份。所述无机酸羟胺为盐酸羟胺、硫酸羟胺或者磷酸羟胺中的一种或几种， 优选为硫酸羟胺。无机酸羟胺的适量加入可以作为羟胺氧还酶的基质直接参与硝化细菌的 代谢过程、缩短酶促反应进程，同时作为细胞的激活剂可以加速细胞生长。
[0010] 本发明所述的铵盐可以是（NH4)2S04、NH 3 · H20或NH4C1等，优选（NH4)2S0 4。培养 过程中培养液的初始NH4 + -N浓度为100~200mg/L，最终浓度为500~1200mg/L，优选为 600 ~1000mg/L。 toon] 本发明所述的活性污泥可以选取本领域常用的含硝化细菌的活性污泥，优选取自 处理含盐质量分数大于〇. 5%的污水处理厂的活性污泥。
[0012] 本发明所述硝化菌群富集培养条件为：温度为20~30°C，pH为7.0~9.0,优选为 8· 0-8. 5, SV3。（污泥沉降比）为25%~35%，溶解氧浓度（D0)大于lmg/L，优选为2~5mg/ L〇
[0013] 本发明为了维持溶液pH值在硝化细菌生长所需要的范围内，所用的pH调节剂为 NaOH或Κ0Η与Na2C03或NaHC03的任意组合，组合后使得pH调节剂的pH值为8. 5~10。
[0014] 本发明在每次提高氨氮浓度或者每次更换新鲜培养基时，在培养液中加入硝化菌 生长促进剂，加入量为使得培养体系中促进剂浓度为l(T20mg/L。
[0015] 本发明所述批次补料和批次换水交替进行的方式，是指当培养液中含盐质量分 数低于1. 0%时直接补加基质氨氮和硝化菌生长促进剂，直到培养液中含盐质量分数达到 1. 0%时，停止曝气、沉降、排除上清液，留下菌体，然后补充新鲜培养液继续培养；在批次补 料培养阶段，当培养液中含盐质量分数比上一次换排水时提高〇. 5%~1. 0%可再次进行换排 水。所述逐渐提高培养液氨氮浓度的方法，是指每次补料后，24h内当氨氮浓度降至50 mg/ L以下，即可提高培养液中基质的氨氮浓度，其提高幅度为5(Tl50mg/L。当培养液氨氮浓度 提高到1000mg/L、培养液中盐浓度达到60g/L时，结束一个周期的培养过程。
[0016] 本发明所述培养液中加入一定量的硝化菌生长促进剂，一方面可以为硝化细菌提 供所需要的富集培养条件，另一方面可以提高菌体的生长速率和菌体的耐盐性能。硝化菌 生长促进剂中的金属元素作为酶的组份促进酶的合成，同时还有利于提高酶的活性，多胺 类物质与金属离子共同作用，可以加快细胞增殖，提高细胞的耐盐性能。
[0017] 本发明针对盐含量高(含盐质量分数大于1.0%)、氨氮含量高（NH/-N含量 彡1000mg/L)、有机物含量少（C0D含量低于200mg/L)的废水特点，采用批次补料和批次换 水交替进行的方式，逐渐提高基质氨氮浓度并添加特定组成物质和配比的硝化菌生长促进 剂，在不加入其它碳源或只加入少量有机物的情况下，使污泥中的原生动物、后生动物、真 菌以及碳化菌等杂菌的生长明显受到抑制，有利于硝化细菌成为优势菌群，并耐受越来越 高的氨氮和盐浓度。所获得的硝化菌群能耐受盐浓度高达60g/L以上，能够处理氨氮浓度 高达lOOOmg/L的废水。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合具体实施例对本发明方案进行进一步说明。
[0019] 本发明方法的具体操作步骤如下：首先取活性污泥以20%~40% (体积比）的接 种量按间歇式活性污泥法进行富集强化培养。按照本发明所述的组分和配比配制硝化菌 生长促进剂。在反应器运行过程中用Κ0Η和NaHC0 3的混合物配置pH值大于9的调节剂来