本發(fā)明屬于環(huán)境生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法。

背景技術(shù)：

隨著城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）的頒布，總氮首次納入排放指標(biāo)之中。2011年12月15日，國務(wù)院印發(fā)《國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》，首次把氨氮列為全國主要的水污染排放物約束性控制指標(biāo)，明確指出至2015年氨氮排放總量為238萬噸，比2010年同期削減10%。高含鹽廢水一般指總含鹽量（以NaCl含量計(jì)）至少為1%的廢水，廣泛存在于化工、制藥、制革、食品、采油、海產(chǎn)品加工等行業(yè)。由于高鹽工業(yè)廢水普遍含有高濃度的氨氮（1000~5000mg/L左右），如果不能達(dá)標(biāo)排放，則不符合標(biāo)準(zhǔn)的高鹽廢水會污染地表、土壤、沿海和河口等，引發(fā)諸如富營養(yǎng)化等各種環(huán)境問題和生態(tài)問題。因此，如何有效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)高含鹽廢水生物脫氮處理成為亟待解決的科學(xué)和工程難點(diǎn)問題。

嗜鹽微生物是一類生活在高鹽環(huán)境內(nèi)的極端微生物，廣泛存在于鹽場、鹽湖、土壤等高鹽環(huán)境內(nèi)。根據(jù)鹽度生存范圍（1~30%），嗜鹽微生物分為耐鹽菌、輕度嗜鹽菌、中度嗜鹽菌和極端嗜鹽菌。這些嗜鹽微生物在長期的進(jìn)化過程中形成獨(dú)特的高滲環(huán)境中生存的能力，具有極為特殊的生理結(jié)構(gòu)和代謝機(jī)制。嗜鹽微生物的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)性成分和功能性成分的穩(wěn)定性、反應(yīng)動力學(xué)、酶系的性質(zhì)、代謝途徑及信息傳遞、蛋白質(zhì)核酸成分及構(gòu)象等方面為適應(yīng)高鹽環(huán)境而具有特異性。這些耐鹽機(jī)制保證了嗜鹽微生物在高鹽環(huán)境內(nèi)進(jìn)行新陳代謝和生長。

生物法處理高含鹽廢水是近幾年研究的熱點(diǎn)，取得了一定的成果。研究表明鹽度會抑制硝化菌的生長，硝化反應(yīng)對鹽濃度和鹽沖擊都敏感。G.H.Chen 等發(fā)現(xiàn)硝化反應(yīng)過程中，硝化細(xì)菌對鹽度比亞硝化細(xì)菌更敏感，在達(dá)到一定鹽度后硝化過程會出現(xiàn)亞硝酸的大量積累。另外高鹽環(huán)境中可以進(jìn)行反硝化，P.vander Hoek 等發(fā)現(xiàn)NaCl 或者Na₂CO₃為30g/L 時能夠進(jìn)行反硝化反應(yīng)。大部分的研究結(jié)果表明反硝化率隨著進(jìn)水鹽度增加而降低，但是S.Yoshie 等通過試驗(yàn)得出鹽度為10%的反硝化活性高于鹽度為2%的的反硝化活性，2%的鹽度下嗜鹽菌反硝化和非嗜鹽反硝化菌可能共存，并且互相競爭底物，然而10%鹽度下可能會導(dǎo)致嗜鹽菌反硝化菌占統(tǒng)治地位，從而提高反硝化效率。上述研究成果均為耐鹽脫氮菌劑異步培養(yǎng)成為可能。

在現(xiàn)有耐鹽脫氮菌劑培養(yǎng)技術(shù)方面，主要是針對高含鹽廢水進(jìn)行耐鹽或嗜鹽微生物的篩選、分離和培育的技術(shù)，而這些技術(shù)從理論上具有可行性，而且在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)能成功。但是嗜鹽菌的篩選、分離和培育工作量大，而且難以保證所選育的嗜鹽菌能夠穩(wěn)定的適應(yīng)含鹽廢水的處理環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法，可以實(shí)現(xiàn)高鹽廢水生物脫氮的目標(biāo)。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法，其特點(diǎn)是，該馴化培養(yǎng)方法包括培養(yǎng)和馴化兩個階段：

（1）培養(yǎng)階段：將耐鹽脫氮菌劑接種到好氧池中，接種后固體懸浮物的濃度為100~500mg/L；通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，在池中的耐鹽脫氮菌劑逐漸適應(yīng)周圍環(huán)境后，通過控制適當(dāng)?shù)娜芙庋?、溫度、pH，使固體懸浮物的濃度增至3000~4000mg/L；

（2）馴化階段：當(dāng)固體懸浮物濃度增至3000~4000mg/L后，在控制系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷和氨氮負(fù)荷下，采用增加污水的濃度、降低營養(yǎng)物質(zhì)的濃度的方法，根據(jù)系統(tǒng)對氨氮的去除率，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化，目標(biāo)氯離子濃度為80-120g/L，氨氮去除率不小于90%時，馴化完成。

本發(fā)明所述的一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法，耐鹽脫氮菌劑可以選用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的耐鹽脫氮菌劑，優(yōu)選自耐鹽脫氮菌（Halotolerant sp.）、嗜鹽脫氮菌（Halophilic sp.）、芽胞桿菌(Bacillus sp. )中的一種或多種。

本發(fā)明一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法的步驟（2）中，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化的方法為：未經(jīng)馴化的耐鹽脫氮菌劑對氯離子的耐受能力為0~20g/L，當(dāng)系統(tǒng)對氨氮的去除率達(dá)到90%以上時，以0.1~5g/L的梯度逐步增加至50~100g/L；每增加一次氯離子濃度，要待菌劑增長量穩(wěn)定、氨氮去除率穩(wěn)定后，再增加氯離子濃度。

本發(fā)明所述的一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法，營養(yǎng)物質(zhì)主要包括銨鹽0.5~10g/L KH₂PO₄或K₂HPO₄，0.5~10g/L MgCl₂， 0.5~10g/L Na₂CO₃，0.5~10g/L葡萄糖或者甲醇，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10%的NaCl，微量元素液。所述的微量元素液可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的微量元素液，優(yōu)選的微量元素液的成分如下：50~150mg/L CoCl₂·6H₂O、50~150mg/L CaCl₂、10~50mg/L CuSO₄·5H₂O、50~150mg/L ZnSO₄·7H₂O、50~150mg/L FeSO₄·7H₂O、50~150mg/L MnSO₄·2H₂O。

本發(fā)明所述的一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法：在步驟（1）培養(yǎng)階段中，通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度培養(yǎng)，每個階段營養(yǎng)物質(zhì)的濃度提高10%－20%，待前一階段的耐鹽脫氮菌劑生長量穩(wěn)定后，再次增加營養(yǎng)物質(zhì)的濃度。營養(yǎng)物質(zhì)優(yōu)選按照20%、40%、60%、70%、80%、90%的濃度梯度進(jìn)行培養(yǎng)。

本發(fā)明所述的一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法，在培養(yǎng)階段，溶解氧DO控制在1.5~5.5mg/L、溫度T控制在10~40℃、pH控制在6~9。在耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)中，COD負(fù)荷控制范圍為0.1~0.3kgCOD/(kgMLSS·d)，氨氮負(fù)荷控制范圍為0.01~0.05kgNH₄-N/(kgMLSS·d)。在步驟（2）馴化階段，營養(yǎng)物質(zhì)按照10%－20%的梯度逐漸降低，污水按照10%－20%的梯度逐漸提升，例如10%、25%、50%、75%、95%，使污泥COD負(fù)荷控制范圍為0.1~0.3kgCOD/kg。

本發(fā)明所述的耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法可以適用于化工、制藥、制革、食品、采油、海產(chǎn)品加工等含鹽廢水行業(yè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果如下：

（1）本發(fā)明培養(yǎng)制備的耐鹽硝化細(xì)菌濃度高，活性好，所用培養(yǎng)方法適用于規(guī)?；a(chǎn)。

（2）具有較強(qiáng)的氨氮去除能力，不僅能處理低濃度的氨氮廢水，對高濃度的氨氮去除效果非常理想，具有良好的應(yīng)用前景。

（3）本發(fā)明所制備的耐鹽硝化細(xì)菌本身對環(huán)境無毒害作用，可以有效減少剩余淤泥產(chǎn)生量，并減少絮凝劑等化學(xué)藥品的使用。因此生化處理氨氮廢水的成本和能耗較低。

（4）利用本發(fā)明方法培養(yǎng)得到的耐鹽脫氮菌劑能夠快速穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)含鹽廢水生物處理，操作簡單方便，利于工程化的推廣。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行說明，以便于本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明進(jìn)一步理解。需要說明的是本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1，一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法，該馴化培養(yǎng)方法包括培養(yǎng)和馴化兩個階段：

（1）培養(yǎng)階段：將耐鹽脫氮菌劑鹽脫氮菌（Halotolerant sp.）或嗜鹽脫氮菌（Halophilic sp.）或芽胞桿菌(Bacillus sp. )接種到好氧池中，接種后固體懸浮物的濃度為100mg/L；通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，在池中的耐鹽脫氮菌劑逐漸適應(yīng)周圍環(huán)境后，通過控制適當(dāng)?shù)娜芙庋?、溫度、pH，使固體懸浮物的濃度增至3000mg/L；溶解氧DO控制在1.5~2.5mg/L、溫度T控制在10~20℃、pH控制在6~7。

（2）馴化階段：當(dāng)固體懸浮物濃度增至3000mg/L后，在控制系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷和氨氮負(fù)荷下，采用增加污水的濃度、降低營養(yǎng)物質(zhì)的濃度的方法，根據(jù)系統(tǒng)對氨氮的去除率，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化，目標(biāo)氯離子濃度為80g/L，氨氮去除率不小于90%時，馴化完成。

步驟（2）中，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化的方法為：未經(jīng)馴化的耐鹽脫氮菌劑對氯離子的耐受能力為0~20g/L，當(dāng)系統(tǒng)對氨氮的去除率達(dá)到90%以上時，以5g/L的梯度逐步增加至80g/L；每增加一次氯離子濃度，要待菌劑增長量穩(wěn)定、氨氮去除率穩(wěn)定后，再增加氯離子濃度。

營養(yǎng)物質(zhì)主要包括銨鹽0.5g/L KH₂PO₄或K₂HPO₄，0.5g/L MgCl₂， 0.5~10g/L Na₂CO₃，0.5g/L葡萄糖或者甲醇，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10%的NaCl，微量元素液。其中微量元素液的成分如下：50mg/L CoCl₂·6H₂O、50mg/L CaCl₂、50mg/L CuSO₄·5H₂O、150mg/L ZnSO₄·7H₂O、150mg/L FeSO₄·7H₂O、50mg/L MnSO₄·2H₂O。

在步驟（1）培養(yǎng)階段中，通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度培養(yǎng)，每個階段營養(yǎng)物質(zhì)的濃度提高10%%，待前一階段的耐鹽脫氮菌劑生長量穩(wěn)定后，再次增加營養(yǎng)物質(zhì)的濃度。

在耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)中，COD負(fù)荷控制范圍為0.1kgCOD/(kgMLSS·d)，氨氮負(fù)荷控制范圍為0.01kgNH₄-N/(kgMLSS·d)，在步驟（2）馴化階段，營養(yǎng)物質(zhì)按照10%的梯度逐漸降低，污水按照10%的梯度逐漸提升，使污泥COD負(fù)荷控制范圍為0.1kgCOD/kg。

實(shí)施例2，一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法，該馴化培養(yǎng)方法包括培養(yǎng)和馴化兩個階段：

（1）培養(yǎng)階段：將耐鹽脫氮菌劑鹽脫氮菌（Halotolerant sp.）或嗜鹽脫氮菌（Halophilic sp.）或芽胞桿菌(Bacillus sp. )接種到好氧池中，接種后固體懸浮物的濃度為500mg/L；通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，在池中的耐鹽脫氮菌劑逐漸適應(yīng)周圍環(huán)境后，通過控制適當(dāng)?shù)娜芙庋?、溫度、pH，使固體懸浮物的濃度增至4000mg/L；溶解氧DO控制在3.5~5.5mg/L、溫度T控制在30~40℃、pH控制在7~9。

（2）馴化階段：當(dāng)固體懸浮物濃度增至4000mg/L后，在控制系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷和氨氮負(fù)荷下，采用增加污水的濃度、降低營養(yǎng)物質(zhì)的濃度的方法，根據(jù)系統(tǒng)對氨氮的去除率，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化，目標(biāo)氯離子濃度為120g/L，氨氮去除率不小于90%時，馴化完成。

步驟（2）中，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化的方法為：未經(jīng)馴化的耐鹽脫氮菌劑對氯離子的耐受能力為0~20g/L，當(dāng)系統(tǒng)對氨氮的去除率達(dá)到90%以上時，以3g/L的梯度逐步增加至120g/L；每增加一次氯離子濃度，要待菌劑增長量穩(wěn)定、氨氮去除率穩(wěn)定后，再增加氯離子濃度。

營養(yǎng)物質(zhì)主要包括銨鹽10g/L KH₂PO₄或K₂HPO₄， 10g/L MgCl₂， 0.5~10g/L Na₂CO₃， 10g/L葡萄糖或者甲醇，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10%的NaCl，微量元素液。其中微量元素液的成分如下：50mg/L CoCl₂·6H₂O、150mg/L CaCl₂、50mg/L CuSO₄·5H₂O、50mg/L ZnSO₄·7H₂O、50mg/L FeSO₄·7H₂O、150mg/L MnSO₄·2H₂O。

在步驟（1）培養(yǎng)階段中，通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度培養(yǎng)，每個階段營養(yǎng)物質(zhì)的濃度提高20%，待前一階段的耐鹽脫氮菌劑生長量穩(wěn)定后，再次增加營養(yǎng)物質(zhì)的濃度。

在耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)中，COD負(fù)荷控制范圍為0.3kgCOD/(kgMLSS·d)，氨氮負(fù)荷控制范圍為0.05kgNH₄-N/(kgMLSS·d)，在步驟（2）馴化階段，營養(yǎng)物質(zhì)按照20%的梯度逐漸降低，污水按照20%的梯度逐漸提升，使污泥COD負(fù)荷控制范圍為0.3kgCOD/kg。

實(shí)施例3，一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法，該馴化培養(yǎng)方法包括培養(yǎng)和馴化兩個階段：

（1）培養(yǎng)階段：將耐鹽脫氮菌劑鹽脫氮菌（Halotolerant sp.）、嗜鹽脫氮菌（Halophilic sp.）、芽胞桿菌(Bacillus sp. )中的任意二種接種到好氧池中，接種后固體懸浮物的濃度為300mg/L；通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，在池中的耐鹽脫氮菌劑逐漸適應(yīng)周圍環(huán)境后，通過控制適當(dāng)?shù)娜芙庋酢囟?、pH，使固體懸浮物的濃度增至3500mg/L；溶解氧DO控制在2.5~3.5mg/L、溫度T控制在15~25℃、pH控制在7~8。

（2）馴化階段：當(dāng)固體懸浮物濃度增至3500mg/L后，在控制系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷和氨氮負(fù)荷下，采用增加污水的濃度、降低營養(yǎng)物質(zhì)的濃度的方法，根據(jù)系統(tǒng)對氨氮的去除率，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化，目標(biāo)氯離子濃度為100g/L，氨氮去除率不小于90%時，馴化完成。

步驟（2）中，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化的方法為：未經(jīng)馴化的耐鹽脫氮菌劑對氯離子的耐受能力為0~20g/L，當(dāng)系統(tǒng)對氨氮的去除率達(dá)到90%以上時，以1g/L的梯度逐步增加至100g/L；每增加一次氯離子濃度，要待菌劑增長量穩(wěn)定、氨氮去除率穩(wěn)定后，再增加氯離子濃度。

營養(yǎng)物質(zhì)主要包括銨鹽1g/L KH₂PO₄或K₂HPO₄，5g/L MgCl₂，3g/L Na₂CO₃，6g/L葡萄糖或者甲醇，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10%的NaCl，微量元素液。其中微量元素液的成分如下：10mg/L CoCl₂·6H₂O、50mg/L CaCl₂、20mg/L CuSO₄·5H₂O、120mg/L ZnSO₄·7H₂O、110mg/L FeSO₄·7H₂O、80mg/L MnSO₄·2H₂O。

在步驟（1）培養(yǎng)階段中，通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度培養(yǎng)，本實(shí)施例按照20%、40%、60%、70%、80%、90%的濃度梯度進(jìn)行培養(yǎng)。待前一階段的耐鹽脫氮菌劑生長量穩(wěn)定后，再次增加營養(yǎng)物質(zhì)的濃度。

在耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)中，COD負(fù)荷控制范圍為0.2kgCOD/(kgMLSS·d)，氨氮負(fù)荷控制范圍為0.03kgNH₄-N/(kgMLSS·d)，在步驟（2）馴化階段，營養(yǎng)物質(zhì)按照15%的梯度逐漸降低，污水按照15%的梯度逐漸提升，使污泥COD負(fù)荷控制范圍為0.2kgCOD/kg。

實(shí)施例4，一種耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)方法，該馴化培養(yǎng)方法包括培養(yǎng)和馴化兩個階段：

（1）培養(yǎng)階段：將耐鹽脫氮菌劑鹽脫氮菌（Halotolerant sp.）、嗜鹽脫氮菌（Halophilic sp.）、芽胞桿菌(Bacillus sp. )三種全部接種到好氧池中，接種后固體懸浮物的濃度為200mg/L；通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，在池中的耐鹽脫氮菌劑逐漸適應(yīng)周圍環(huán)境后，通過控制適當(dāng)?shù)娜芙庋?、溫度、pH，使固體懸浮物的濃度增至3800mg/L；溶解氧DO控制在2.5~4.5mg/L、溫度T控制在10~25℃、pH控制在7~9。

（2）馴化階段：當(dāng)固體懸浮物濃度增至3800mg/L后，在控制系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷和氨氮負(fù)荷下，采用增加污水的濃度、降低營養(yǎng)物質(zhì)的濃度的方法，根據(jù)系統(tǒng)對氨氮的去除率，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化，目標(biāo)氯離子濃度為90g/L，氨氮去除率不小于90%時，馴化完成。

步驟（2）中，逐步提高鹽度負(fù)荷，對耐鹽脫氮菌劑進(jìn)行馴化的方法為：未經(jīng)馴化的耐鹽脫氮菌劑對氯離子的耐受能力為0~20g/L，當(dāng)系統(tǒng)對氨氮的去除率達(dá)到90%以上時，以5g/L的梯度逐步增加至90g/L；每增加一次氯離子濃度，要待菌劑增長量穩(wěn)定、氨氮去除率穩(wěn)定后，再增加氯離子濃度。營養(yǎng)物質(zhì)主要包括銨鹽6g/L KH₂PO₄或K₂HPO₄，5g/L MgCl₂， 3g/L Na₂CO₃，2g/L葡萄糖或者甲醇，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10%的NaCl，微量元素液。其中微量元素液的成分如下：80mg/L CoCl₂·6H₂O、110mg/L CaCl₂、250mg/L CuSO₄·5H₂O、110mg/L ZnSO₄·7H₂O、90mg/L FeSO₄·7H₂O、110mg/L MnSO₄·2H₂O。

在步驟（1）培養(yǎng)階段中，通過逐步提高營養(yǎng)物質(zhì)的濃度培養(yǎng)，每個階段營養(yǎng)物質(zhì)的濃度提高15%，待前一階段的耐鹽脫氮菌劑生長量穩(wěn)定后，再次增加營養(yǎng)物質(zhì)的濃度。在耐鹽脫氮菌劑異步馴化培養(yǎng)中，COD負(fù)荷控制范圍為0.15kgCOD/(kgMLSS·d)，氨氮負(fù)荷控制范圍為0.04kgNH₄-N/(kgMLSS·d)，在步驟（2）馴化階段，營養(yǎng)物質(zhì)按照20%、40%、60%、70%、80%、90%的梯度逐漸降低，污水按照例如10%、25%、50%、75%、95%的梯度逐漸提升，使污泥COD負(fù)荷控制范圍為0.15kgCOD/kg。