喷头B循环注入反应器A，并在反应器A底部回收流出的培养液并回流到回收池C。流速为24V/24小时?1V/24小时，优选12V/24小时?4V/24小时，其中V指的是反应器A的容积。
[0032]监测从反应器A底部流出培养液的DO(溶解氧)，回收池C内培养液的pH值和氨离子(NH4+— N)浓度。当DO(溶解氧)低于理想值，则对反应器A顶部向反应器内鼓风。由于反应器A含有大量空隙，空气能以很小的阻力通过反应器A，对反应器A内负载在多孔介质表面的硝化细菌膜提供氧气。相比于传统的往水体中曝氧，所需能量大幅度减少。当PH值低于6，优选低于6.5，则往回收池C添加碱性溶液碳酸氢钠(NaHCO3)或者碳酸钠(Na2CO3),调节pH值6?9，优选6.5?8.5。当(NH4+— N)浓度低于1.4mg/L，用新配置的富集培养液替换当前富集培养液。NH4+— N浓度的监测采用纳氏试剂分光光度法。直至富集培养液中NH4+— N的降解速率大于42mg/L/h，完成硝化细菌微生物膜培养。其中順4+— N的降解速率可有如下公式表示:
[0033]V = (ml-mO)/ (tl_tO),其中 v 指 NH4+— N 的降解速率(mg/L/h) ；tO 和 tl 指时间(h) ；mO和ml指NH4+- N在tO和tl时刻的浓度(mg/L)。
[0034]实施例2:
[0035]按照实施例1所述的方法，采用连续式循环供给硝化细菌富集培养液的方法进行硝化细菌的富集培养而形成附载在多孔介质载体表面的高活性硝化细菌膜，富集反应器A总体积为5L，预先装填5L体积的斜发沸石，沸石颗粒尺寸大小分布为10?15mm，活性污泥取自污水处理厂的二沉池出水口污泥，以100% V(反应器A容积)的接种量接种于富集反应器A，当80% (干重)活性污泥负载在斜发沸石表面，开始加入富集培养液10L，其中所用的富集培养液组分为(NH4)2SO4,FeSO4.7H20，MgCl2.6H20，NaHCO3,KH2PO4和酵母粉，浓度如下:NH4- N 浓度为 400mg/L ；Fe 2+浓度为 8mg/L ；Mg 2+的浓度为 22mg/L ；Na + 的浓度为 400mg/L ；K+浓度为60mg/L ;酵母粉的浓度为80mg/L。在培养富集过程中，用NaHCO 3调节pH值。培养条件为:温度:26°C;pH值=7.2?8.2 ；D0 ^ 5mg/L。富集培养过程中，富集培养液通过富集反应器A顶部喷头滴滤整个装填的斜发沸石，并回收至底部回收池，经由高压水泵循环输送到反应器A顶部喷头，流速为2.5L/h。每4个小时采用纳氏试剂分光光度法检测回收池中培养富集液中的氨氮浓度，当氨氮浓度低于1.4mg/L时，用新配置的富集培养液替换当前富集培养液。
[0036]如图2所示，随着富集培养过程的持续，富集培养液中的氨氮去除率大幅度提高，由最初的大约2.8mg/L/h提高到42mg/L/h，降解95%富集培养液中的氨氮所需的时间由最初的135小时缩短到9小时。从实验结果分析，通过富集培养污泥中硝化细菌已经能够耐受400mg/L的氨氮，能够处理氨氮容积负荷为1066g/(m3.d)的含氮废水。
[0037]实施例3
[0038]按照实施例1所述的方法，采用连续式循环供给硝化细菌富集培养液的方法进行硝化细菌的富集培养而形成附载在多孔介质载体表面的高活性硝化细菌膜，富集反应器A总体积为5L，预先装填5L体积的钙十字沸石，沸石颗粒尺寸大小分布为15?25mm，活性污泥取自污水处理厂的二沉池出水口污泥，以120% V的接种量接种于富集反应器A，当60%活性污泥负载在钙十字沸石表面，开始加入富集培养液10L，其中所用的富集培养液组分同实施例2，但浓度不同，具体如下:NH4— N浓度为50mg/L ；Fe 2+浓度为2mg/L ；Mg 2+的浓度为4mg/L ;Na+的浓度为300mg/L ;K+浓度为30mg/L ;酵母粉的浓度为30mg/L。在培养富集过程中，用NaHCO3调节pH值。培养条件为:温度:28°C ；pH值=7.2?8.2 ；D0彡4mg/L。富集培养过程中，富集培养液通过富集反应器A顶部喷头滴滤整个装填的钙十字沸石，并回收至底部回收池，经由高压水泵循环输送到反应器A顶部喷头，流速为2.5L/h。每4个小时采用纳氏试剂分光光度法检测回收池中培养富集液中的氨氮浓度，当氨氮浓度低于1.4mg/L时，用新配置的富集培养液替换当前富集培养液。随着富集培养过程的持续，富集培养液中的氨氮去除率持续提高。经过35天的富集培养后，18小时富集液中的氨氮去除率稳定在99%以上。
[0039]实施例4:富集的硝化细菌微生物膜对高浓度氨氮废水的处理效果
[0040]分别用实施例2和实施例3所富集的硝化细菌膜处理氨氮浓度分别为700mg/L，500mg/L和300mg/L的模拟废水中，氨氮的容积负荷分别为938g/(m3.d)，670g/(m3.d)和402g/ (m3.d)，实验温度控制在25°C，用10g/L的NaHCO3控制废水的pH值在7.5?8.2之间。经过18小时的处理后，氨氮去除效率稳定在99%以上，达到理想处理效果。
[0041]实施例5:富集的硝化细菌微生物膜对低浓度氨氮污水的处理
[0042]分别用实施例2和实施例3所富集的硝化细菌膜处理氨氮浓度分别为70mg/L，50mg/L和30mg/L的模拟废水中，氨氮的容积负荷分别为560g/ (m3.d)，AQOg/ (m3.d)和240g/ (m3.d)，实验温度控制在25°C，用10g/L的NaHCO3控制废水的pH值在7.5?8.2之间，水力停留时间为3小时。实验周期为I周，出水氨氮值稳定在小于2mg/L范围，氨氮去除率稳定在96%以上，处理后的废水符合《污水排放标准》(GB8978-1996)所规定的一级达标排放标准。
[0043]以上所述仅为本发明的一些实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种硝化细菌微生物膜，其特征在于，所述硝化细菌微生物膜是通过在多孔介质载体表面接种活性污泥，采用连续式循环供给硝化细菌富集培养液的方法进行硝化细菌的富集培养后形成的附载在多孔介质载体表面的硝化细菌膜。2.根据权利要求1所述的硝化细菌微生物膜，其特征在于，所述连续式循环供给硝化细菌富集培养液的方法是指往回收池内添加硝化细菌富集培养液，通过压力水泵从喷头循环注入反应器，并在反应器底部回收流出的培养液并回流到回收池，如此循环供给得到所述硝化细菌生物膜。3.根据权利要求1所述的硝化细菌微生物膜，其特征在于，所述的多孔介质载体选用氨离子选择吸附剂，吸附剂的颗粒尺寸为0.075mm?100mm。4.根据权利要求1所述的硝化细菌微生物膜，其特征在于，所述的多孔介质载体选用斜发沸石，发光沸石，妈十字沸石中的一种，载体的颗粒尺寸为3mm?30_。5.根据权利要求1所述的硝化细菌微生物膜，其特征在于，所述硝化细菌富集培养液的主要组分为无机盐，包括微量元素Fe、Mg、Na、K、pH缓冲液以及氨离子順4+— N和COD ；其中Fe2+的浓度为lmg/L?15mg/L ；Mg 2+的浓度为2mg/L?30mg/L ；Na +的浓度为200mg/L?800mg/L ;K+的浓度为20mg/L?100mg/L ;所用缓冲液的浓度为200mg/L?1200mg/L ；氨离子 NH4+— N 浓度为 50mg/L ?800mg/L ；C0D 的浓度为 10mg/L ?500mg/L。6.根据权利要求1所述的硝化细菌微生物膜，其特征在于，所述硝化细菌微生物膜富集培养的条件为:温度15?35°C ；pH为6.0?9.0 ;溶解氧DO采用自然通风鼓气，硝化细菌膜内的溶解氧大于Img / Lo7.一种硝化细菌微生物膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤: 步骤一:在反应器内添加多孔介质材料，将接种活性污泥通过喷头从反应器顶部注入反应器，使得活性污泥与多孔介质充分接触；搜集从底部流出的剩余活性污泥，导入回收池，并通过泵从喷头循环注入反应器，直到活性污泥中大于60%干重的固相物质被负载在多孔介质材料表面；接种的活性污泥体积为0.5V?2V，其中V指的是反应器的容积； 步骤二:当所需活性污泥被负载到多孔介质表面后，清空回收池内剩余的活性污泥，并往回收池内添加硝化细菌富集培养液，通过泵从喷头循环注入反应器，并在反应器底部回收流出的培养液并回流到回收池，向反应器内连续式循环供给硝化细菌富集培养液，流速为24V/24小时?1V/24小时，其中V指的是反应器的容积； 步骤三:监测从反应器底部流出富集培养液的溶解氧D0、回收池内富集培养液的pH值和氨离子NH4+— N浓度；当DO低于lmg/L，则通过反应器顶部向反应器内鼓风向负载在多孔介质表面的硝化细菌膜提供氧气；当pH值低于6，则往回收池添加碱溶液，调节pH值6?9 ;当NH4+— N浓度低于1.4mg/L，用新配置的富集培养液替换当前富集培养液； 步骤四:重复步骤二和步骤三，直至富集培养液中順4+— N的降解速率大于42mgNH4+- N/hour，完成硝化细菌微生物膜培养。8.根据权利要求7所述的硝化细菌微生物膜的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，接种的活性污泥体积为IV?1.5V，活性污泥中大于85%干重的固相物质被负载在多孔介质材料表面。9.根据权利要求7所述的硝化细菌微生物膜的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，流速为12V/24小时?4V/24小时；10.根据权利要求7所述的硝化细菌微生物膜的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，调节富集培养液的溶解氧DO为3.5?10mg/L ;调节pH值为6.5?8.5。
【专利摘要】本发明公开了一种硝化细菌微生物膜及其制备方法，属于生物技术领域。该硝化细菌微生物膜是通过在多孔介质载体表面接种活性污泥，并采用连续式循环供给硝化细菌富集培养液的方法，进行硝化细菌地富集培养，最终形成的附载在多孔介质载体表面的高活性硝化细菌膜即为本发明的产品。该连续式微生物膜反应器法能够快速培养富集高活性硝化细菌膜，在硝化细菌富集培养初期就使用大浓度氨氮培养液，使得驯化能适应高浓度氨氮离子的硝化细菌的过程大幅缩短，而且所得到的硝化细菌膜可以处理低浓度和高浓度氨氮，并且可以直接作为微生物膜反应器投入到污水处理工艺中，具有良好的应用前景。
【IPC分类】C02F3/12, C02F3/34
【公开号】CN104961229
【申请号】CN201510400377
【发明人】成亮, 徐来
【申请人】南京瑞利克斯环境科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月9日