氨氧化细菌生长促进剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物技术领域，具体涉及一种氨氧化细菌生长促进剂及其制备方法和 应用。
【背景技术】
[0002] 生物脱氮主要是通过硝化细菌和反硝化细菌来完成。硝化细菌属于化能营养型微 生物。生物细胞只能利用以ATP等形态保存的能量，不能直接利用化学反应所释放的自由 能。在好氧代谢中，ATP主要通过呼吸链的氧化磷酸化作用合成。氨氧化磷酸化效率很低， 所能产生的ATP非常有限，这些能量主要用于电子跃迁到较高能级，这使得硝化细菌生长 很缓慢，世代期为8~36h。硝化细菌的细胞壁中肽聚糖含量低，蛋白质和脂肪含量高，因此对 环境变化比较敏感，自然界中天然的硝化细菌适应性和耐受性比较差，在很多条件下无法 与异养型微生物在生长竞争中取得优势。污水处理系统中，当活性污泥中硝化细菌含量较 低时，依靠调节溶解氧和pH等环境条件无法在较短时间内快速生长繁殖，最终导致现有运 行的污水处理系统脱除氨氮能力有限。
[0003] 硝化细菌又分为氨氧化细菌(亚硝酸细菌）和亚硝酸盐氧化细菌(硝酸细菌)，近年 来发展的新型生物脱氮技术如短程硝化-反硝化及短程硝化-厌氧氨氧化都需要将硝化反 应进行到亚硝酸阶段而终止，希望氨氮被氨氧化细菌转化为亚硝酸盐氮后不再继续被氧化 而直接进行反硝化脱氮。因此氨氧化细菌的富集培养非常关键。从生化水平上看，硝化反 应是涉及氨单加氧酶、羟胺氧还酶和亚硝酸盐氧化酶共同催化的代谢途径，并伴随着复杂 的物质和能量转化。采用生物促进剂来提高硝化细菌中氨单加氧酶、羟胺氧还酶的活性、抑 制亚硝酸盐氧化酶的活性，可以控制硝化反应进程，是解决硝化反应进行到亚硝酸阶段而 终止的有效途径之一。
[0004] 目前关于生物促进剂的研究很多，CN200510111874.5、CN200510111876.4、 CN200510111877. 9和CN200510111875. X分别提出了利用不同的金属盐组合而成的硝化菌 生长促进剂，主要成分包括糖蜜、金属盐(铁盐、锰盐、钙盐和镁盐）和吸附剂，使用该促进剂 后氨氮去除率可以提高20%以上。但由于吸附剂主要是沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤 灰等物质，这些吸附剂的投加势必会增大污泥产量。CN201110315549. 6公开了一种短程硝 化反硝化颗粒污泥的培养方法，其特征是定期投加5~15mg/L羟胺；CN201010168453. 7公开 了一种快速启动缺氧氨氧化生物滤池的方法，其特征是步骤（2)中投加羟胺，诱导接种污泥 向缺氧氨氧化生物膜转变，以上发明主要是利用羟胺对亚硝酸盐氧化菌的抑制作用，促进 短程硝化作用，但是对生长缓慢的氨氧化细菌自身生长没有促进作用。CN201410141638. 7 公开了一种亚硝化细菌的培养液及制备和培养方法，其培养液配方比较复杂，除了涉及铁、 钙、钾、镁等提供细胞生长的元素，还涉及钴、钥、锰、锌等促进酶合成的元素。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种氨氧化细菌生长促进剂及其制备方法和 应用。该促进剂配方简单，制备容易，可以用于氨氧化细菌的培养过程中，也可以直接投加 到污水处理系统中，加速短程硝化-反硝化及短程硝化-厌氧氨氧化工艺的启动并可实现 稳定运行。
[0006] 本发明氨氧化细菌生长促进剂，包括金属盐、多胺类物质、无机酸羟胺和Na2S0 3，# 重量份计，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；无机酸羟胺为0. 05~1. 5重量份，优选为0. 1~1. 0重量份，Na2S03为ΚΓ40 重量份，优选为20~30重量份；所述的金属盐为钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，Ca 2+、Mg2+、Fe2+和 Cu2+的摩尔比为（5~15): (5~25):(广8): (0.5飞），优选为（8~12): (ΚΓ20): (2飞）： (1~4)。
[0007] 本发明所述的钙盐为CaS04或者CaCl2，优选CaCl 2 ;镁盐为MgS04或者MgCl2，优选 MgCl2 ;亚铁盐为FeS04或者FeCl2，优选FeCl2 ;铜盐为CuS04或者CuCl2，优选CuCl2。
[0008] 本发明所述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 选为盐酸羟胺。
[0010] 本发明所述氨氧化细菌生长促进剂的制备方法，包括如下内容：（1)按照以下组 成及重量份制备金属盐溶液：金属盐为40~100重量份，优选为50~80重量份，所述的金属 盐为钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，金属盐中Ca 2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔配置比例为（5~15): (5~25): (1~8): (0.5~5)，优选为（8~12): (10~20): (2~6): (1~4);(2)将 10~40 重量 份，优选为20~30重量份Na2S03加入到金属盐溶液中；（3)使用前将5~30重量份，优选为 ΚΓ20重量份的多胺类物质和0. 05~1. 5重量份，优选为0. 1~1. 0重量份的无机酸羟胺加入 到金属盐溶液中。
[0011] 本发明步骤（1)所述的钙盐为CaS04或者CaCl2，优选CaCl 2 ;镁盐为MgS04或者 MgCl2，优选MgCl2 ;亚铁盐为FeS04或者FeCl2，优选FeCl2 ;铜盐为CuS04或者CuCl2，优选 CuCl2〇
[0012] 本发明步骤（3)所述的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。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，优选为盐酸羟胺。
[0013] 本发明所述的氨氧化菌生长促进剂可以用于氨氧化细菌的培养过程，可以用于提 高污水处理系统的氨氮去除效果，还可以用于短程硝化反硝化及短程硝化-厌氧氨氧化系 统的快速启动及受冲击系统的快速恢复。具体需要根据污水性质、处理量和处理效果确定 投加量。在使用过程中，首先将促进剂溶解，然后按照污水中促进剂浓度〇. 5~50mg/L进行 投加。
[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 1、利用金属盐所提供的金属离子作为氨氧化细菌生长所需要的元素，同时作为酶的组 份提高酶的活性，可以快速降解底物，加速酶促反应进程。多胺类物质与金属