本發(fā)明涉及一種厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)的方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)生物脫氮通常采用的是硝化-反硝化工藝，工藝流程較長(zhǎng)，占地面積大，基建投資高。硝化階段，好氧硝化細(xì)菌將銨離子(nh4⁺)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽(no3^-)，主要由氨氧化菌及亞硝酸鹽氧化菌兩類微生物來(lái)完成，氨氧化菌將氨氧化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽氧化菌將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽；反硝化段，異養(yǎng)反硝化菌將硝化產(chǎn)物硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)了廢水的脫氮處理。然而，傳統(tǒng)的生物脫氮工藝的問(wèn)題日益凸顯，為了將氨氮轉(zhuǎn)化為硝氮，需要提供氧氣，耗費(fèi)大量的電能；城市污水中的碳源(有機(jī)物)往往不足，為提供反硝化過(guò)程所需足夠的碳源，往往需要外投碳源(如甲醇或乙酸等)，增加了運(yùn)行成本，又可能造成二次污染。

厭氧氨氧化菌(anammox)是一類細(xì)菌屬于浮霉菌門，為自養(yǎng)型細(xì)菌，具有細(xì)菌、真菌和古菌三大菌屬的功能，廣泛存在于海洋、湖泊、濕地、厭氧水體等自然環(huán)境中。在厭氧環(huán)境中，厭氧氨氧化菌(anammox)以co2為碳源，以no2^-為電子受體，nh4⁺為電子供體，將銨離子(nh4⁺)用亞硝酸根(no2^-)氧化為氮?dú)鈔2，厭氧氨氧化反應(yīng)是將no2^--n和nh4⁺-n永久性脫離生態(tài)系統(tǒng)的有效途徑。厭氧氨氧化菌(anammox)的厭氧氨氧化過(guò)程大大縮短了氨氮氧化還原到氮?dú)獾倪^(guò)程，從而減少了生物脫氮的物質(zhì)、能量耗費(fèi)，占地面積小，為生物脫氮技術(shù)的進(jìn)步提供了新的發(fā)展平臺(tái)。

但是，厭氧氨氧化菌(anammox)是一類生長(zhǎng)緩慢的微生物，世代周期約為11天，對(duì)光和氧氣等敏感，對(duì)生存環(huán)境要求嚴(yán)格，造成厭氧氨氧化反應(yīng)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。通常的厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)方法，采用活性顆粒污泥為接種污泥，采取sbr、uasb、uafb形式的反應(yīng)器，厭氧氨氧化反應(yīng)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，通常需要1-2年左右的時(shí)間。如何能夠有效的富集培養(yǎng)厭氧氨氧化菌(anammox)成為該技術(shù)推廣發(fā)展的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)上的不足，本發(fā)明的目的是提供一種厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)的方法，用來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)中厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)，厭氧氨氧化反應(yīng)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)的方法，該方法采用厭氧生物反應(yīng)器+厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)系統(tǒng)，所述厭氧生物反應(yīng)器為封閉的腔室，厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)包含儲(chǔ)氣室、攪拌器、配水分布器、排氣口一、排氣口二及溫度計(jì)、ph計(jì)、orp計(jì)、mlss計(jì)檢測(cè)儀表；所述厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)為封閉的腔室，厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)包含排氣口，mbr膜生物反應(yīng)器，曝氣管路及溫度計(jì)、液位計(jì)檢測(cè)儀表；其中：該方法包括以下步驟：

步驟一：將厭氧消化污泥和好氧活性污泥以1：1的比例混合調(diào)配成厭氧氨氧化菌(anammox)接種污泥，投入?yún)捬跎锓磻?yīng)器內(nèi)；

步驟二：將高氮廢水通過(guò)水泵輸送，送入?yún)捬跎锓磻?yīng)器底部的配水分布器。

步驟三：在厭氧環(huán)境中，厭氧氨氧化菌(anammox)進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，以co2為碳源，以no2^-為電子受體，nh4⁺為電子供體，將銨離子(nh4⁺)通過(guò)亞硝酸根(no2^-)氧化為氮?dú)鈔2，經(jīng)步驟二送入的高氮廢水為厭氧氨氧化菌(anammox)提供基質(zhì)，通過(guò)厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)高氮廢水的脫氮處理；厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)，溫度范圍是18～30℃，ph范圍是6.8～8.3，orp范圍是-40～-150mv。

步驟四：步驟三厭氧生物反應(yīng)器中的厭氧氨氧化反應(yīng)后的液體及高氮廢水的混合液，通過(guò)距離厭氧生物反應(yīng)器底部3/4處的出口，經(jīng)管路輸送至厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)中，混合液在厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)?，厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)溫度范圍控制在18～30℃；厭氧mbr膜反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)的液位計(jì)與步驟一中的水泵聯(lián)動(dòng)，通過(guò)容積負(fù)荷來(lái)控制水泵的啟停，即當(dāng)厭氧mbr膜反應(yīng)器(anmbr)的液位低于設(shè)定的低液位時(shí)，水泵啟動(dòng)運(yùn)行為厭氧生物反應(yīng)器輸送高氮廢水，當(dāng)厭氧mbr膜反應(yīng)器(anmbr)的液位達(dá)到設(shè)定的高液位時(shí)，水泵停止運(yùn)行。

步驟五：經(jīng)步驟三厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氮?dú)猓蓞捬跎锓磻?yīng)器的排氣口一經(jīng)管路輸送至厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)中mbr膜生物反應(yīng)器底部的曝氣管路，輸送管路上設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)，氮?dú)饨?jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后從曝氣管路沖出沖刷mbr膜生物反應(yīng)器；

步驟六：經(jīng)步驟五送入?yún)捬鮩br膜生物反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)的氮?dú)馀c經(jīng)步驟三厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氮?dú)馍仙絽捬鮩br膜生物反應(yīng)器(anmbr)上部；厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)上部的排氣口與厭氧生物反應(yīng)器上部的排氣口二通過(guò)管路連接，氮?dú)庠趨捬跎锓磻?yīng)器與厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)之間流通，循環(huán)使用；所述排氣口二的高度略低于排氣口一。

步驟七：經(jīng)步驟四送入的混合液，通過(guò)厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)中mbr膜生物反應(yīng)器進(jìn)行分離過(guò)濾，經(jīng)過(guò)濾的出水排放至污水管路，被截留的厭氧微生物留在厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)，形成富含厭氧微生物的液體，厭氧微生物中包含厭氧氨氧化菌(anammox)，富含厭氧微生物的液體從厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)底部排出，經(jīng)水泵輸送回流到厭氧生物反應(yīng)器的配水分布器；厭氧氨氧化菌(anammox)回流到厭氧生物反應(yīng)器中，增加厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)厭氧氨氧化菌(anammox)的濃度，實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化菌(anammox)全回流，無(wú)流失；厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)mlss范圍是20-35g/l；厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)污泥齡長(zhǎng)達(dá)180天～300天；厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)中回流到厭氧生物反應(yīng)器中的富含厭氧微生物的液體與mbr膜生物反應(yīng)器過(guò)濾的出水的流量比為3:1。

本發(fā)明的效果是該厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)的方法通過(guò)厭氧生物反應(yīng)器+厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)系統(tǒng)，mbr膜分離技術(shù)具備微生物濃度高、較長(zhǎng)的污泥齡和較短的水力停留時(shí)間的特性，將傳統(tǒng)生物處理技術(shù)與mbr膜分離技術(shù)相結(jié)合。通過(guò)mbr膜生物反應(yīng)器的截留，厭氧氨氧化菌(anammox)完全被截留回流，無(wú)流失，并為厭氧氨氧化菌(anammox)提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的生存環(huán)境，來(lái)實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化菌(anammox)的快速富集培養(yǎng)，大大縮短了厭氧氨氧反應(yīng)的啟動(dòng)時(shí)間，該方法的啟動(dòng)時(shí)間約為6-8個(gè)月，使之具有去除總氮75％-80％的效果；常規(guī)培養(yǎng)方法的啟動(dòng)時(shí)間需要1-2年左右，為突破厭氧氨氧化技術(shù)推廣發(fā)展的難點(diǎn)和重點(diǎn)提供了可靠的方法。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)方法加以說(shuō)明。

本發(fā)明厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)方法設(shè)計(jì)思想是通過(guò)厭氧生物反應(yīng)器+厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)系統(tǒng)，所述厭氧生物反應(yīng)器為封閉的腔室，厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)包含儲(chǔ)氣室、攪拌器、配水分布器、排氣口一、排氣口二及溫度計(jì)、ph計(jì)、orp計(jì)、mlss計(jì)檢測(cè)儀表；所述厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)為封閉的腔室，厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)包含排氣口，mbr膜生物反應(yīng)器，曝氣管路及溫度計(jì)、液位計(jì)檢測(cè)儀表。mbr膜分離技術(shù)具備微生物濃度高、較長(zhǎng)的污泥齡和較短的水力停留時(shí)間的特性，將傳統(tǒng)生物處理技術(shù)與mbr膜分離技術(shù)相結(jié)合。通過(guò)mbr膜生物反應(yīng)器的截留，厭氧微生物完全被截留無(wú)流失，并為厭氧氨氧化菌(anammox)提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的生存環(huán)境，來(lái)實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化菌(anammox)的快速富集培養(yǎng)，大大縮短了厭氧氨氧反應(yīng)的啟動(dòng)時(shí)間，該方法的啟動(dòng)時(shí)間約為6-8個(gè)月，使之具有去除總氮75％-80％的效果。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種厭氧氨氧化菌(anammox)富集培養(yǎng)的方法，該方法采用厭氧生物反應(yīng)器+厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)系統(tǒng)，所述厭氧生物反應(yīng)器為封閉的腔室，厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)包含儲(chǔ)氣室、攪拌器、配水分布器、排氣口一、排氣口二及溫度計(jì)、ph計(jì)、orp計(jì)、mlss計(jì)檢測(cè)儀表；所述厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)為封閉的腔室，厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)內(nèi)包含排氣口，mbr膜生物反應(yīng)器，曝氣管路及溫度計(jì)、液位計(jì)檢測(cè)儀表。

該方法包括以下步驟：

步驟一：將厭氧消化污泥和好氧活性污泥以1：1的比例混合調(diào)配成厭氧氨氧化菌(anammox)接種污泥，投入?yún)捬跎锓磻?yīng)器3內(nèi)。

步驟二：將高氮廢水通過(guò)水泵1輸送，送入?yún)捬跎锓磻?yīng)器3底部的配水分布器5；進(jìn)水管路上安裝電磁流量計(jì)2，用來(lái)計(jì)量進(jìn)水水量。

步驟三：在厭氧環(huán)境中，厭氧氨氧化菌(anammox)進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，以co2為碳源，以no2^-為電子受體，nh4⁺為電子供體，將銨離子(nh4⁺)用亞硝酸根(no2^-)氧化為氮?dú)鈔2，經(jīng)步驟二送入的高氮廢水為厭氧氨氧化菌(anammox)提供基質(zhì)，通過(guò)厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)高氮廢水的脫氮處理；厭氧生物反應(yīng)器3內(nèi)，溫度范圍是18～30℃，ph范圍是6.8～8.3，orp范圍是-40～-150mv；通過(guò)上述溫度、ph、orp、各項(xiàng)指標(biāo)的控制，為厭氧氨氧化菌提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的生存環(huán)境，來(lái)加速厭氧氨氧化菌的繁殖、代謝。

厭氧生物反應(yīng)器3頂部的儲(chǔ)氣室7儲(chǔ)存厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氮?dú)猓瑓捬跎锓磻?yīng)器3底部的攪拌器4攪拌厭氧生物反應(yīng)器3內(nèi)的高氮廢水，使高氮廢水與厭氧微生物均勻分布，充分接觸，提高高氮廢水的利用率，提高高氮廢水的脫氮效率。

步驟四：步驟三厭氧生物反應(yīng)器3中的厭氧氨氧化反應(yīng)后的液體及高氮廢水的混合液，通過(guò)距離厭氧生物反應(yīng)器3底部3/4處的出口6，經(jīng)管路輸送至厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12中，混合液在厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)?，厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12內(nèi)溫度范圍控制在18～30℃；厭氧mbr膜反應(yīng)器(anmbr)12內(nèi)的液位計(jì)與步驟一中的水泵1聯(lián)動(dòng)，通過(guò)容積負(fù)荷來(lái)控制水泵1的啟停，即當(dāng)厭氧mbr膜反應(yīng)器(anmbr)12的液位低于設(shè)定的低液位時(shí)，水泵1啟動(dòng)運(yùn)行為厭氧生物反應(yīng)器3輸送高氮廢水，當(dāng)厭氧mbr膜反應(yīng)器(anmbr)12的液位達(dá)到設(shè)定的高液位時(shí)，水泵1停止運(yùn)行。

步驟五：經(jīng)步驟三厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氮?dú)猓蓞捬跎锓磻?yīng)器3的排氣口一9經(jīng)管路輸送至厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12中mbr膜生物反應(yīng)器14底部的曝氣管路13，輸送管路上設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)11，氮?dú)饨?jīng)鼓風(fēng)機(jī)11加壓后從曝氣管路13沖出沖刷mbr膜生物反應(yīng)器14。

上述mbr膜生物反應(yīng)器采用氣體與水結(jié)合沖刷的方式，需要鼓風(fēng)機(jī)的增壓，能耗高?？蛇x方案，采用超聲波清洗裝置。超聲波清洗是由超聲波發(fā)生器發(fā)出高頻振蕩信號(hào)，高頻振蕩信號(hào)通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)中，利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。

步驟六：經(jīng)步驟五送入?yún)捬鮩br膜生物反應(yīng)器(anmbr)12內(nèi)的氮?dú)馀c經(jīng)步驟三厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12內(nèi)厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氮?dú)馍仙絽捬鮩br膜生物反應(yīng)器(anmbr)12上部；厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)上部的排氣口16與厭氧生物反應(yīng)器3上部的排氣口二8通過(guò)管路連接，氣體在厭氧生物反應(yīng)器3與厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12之間流通，循環(huán)使用；所述排氣口二8的高度略低于排氣口一9。

步驟七：經(jīng)步驟四送入的混合液，通過(guò)厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12中mbr膜生物反應(yīng)器14進(jìn)行分離過(guò)濾，經(jīng)過(guò)濾的出水排放至污水管路，出水管路上安裝電磁流量計(jì)15，用來(lái)計(jì)量出水水量。被截留的厭氧微生物富集在厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12內(nèi)，形成富含厭氧微生物的液體，厭氧微生物中包含厭氧氨氧化菌(anammox)，富含厭氧微生物的液體從厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12底部排出，經(jīng)水泵10輸送回流到厭氧生物反應(yīng)器3的配水分布器5；厭氧氨氧化菌(anammox)回流到厭氧生物反應(yīng)器3中，增加厭氧生物反應(yīng)器3內(nèi)厭氧氨氧化菌(anammox)的濃度，實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化菌(anammox)全回流，無(wú)流失；mbr膜生物反應(yīng)器14具有高效的截留作用,使厭氧微生物完全截留在厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12內(nèi),能夠?qū)崿F(xiàn)厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12水力停留時(shí)間(hrt)和污泥齡(srt)的完全分離，厭氧生物反應(yīng)器3內(nèi)mlss范圍是20-35g/l；厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12內(nèi)污泥齡長(zhǎng)達(dá)180天～300天；厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12中回流到厭氧生物反應(yīng)器3中的富含厭氧微生物的液體與mbr膜生物反應(yīng)器12過(guò)濾的出水的流量比為3:1。

厭氧氨氧化菌(anammox)完全被截留在厭氧mbr膜生物反應(yīng)器(anmbr)12中，并通過(guò)水泵10輸送回流到厭氧生物反應(yīng)器3中；厭氧生物反應(yīng)器3中為厭氧氨氧化菌(anammox)提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的生存環(huán)境，利于厭氧氨氧化菌(anammox)的生存和代謝；由此實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化菌(anammox)的富集培養(yǎng)，縮短厭氧氨氧化反應(yīng)的啟動(dòng)時(shí)間，大約在6-8個(gè)可以正常啟動(dòng)運(yùn)行，使之具有去除總氮75％-80％的效果。為突破厭氧氨氧化技術(shù)推廣發(fā)展的難點(diǎn)和重點(diǎn)提供了可靠的方法。