一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法，特別涉及一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]厭氧氨氧化作為一種新型生物脫氮工藝，以高效低耗的優(yōu)勢(shì)在廢水生物脫氮領(lǐng)域廣獲青睞。而在這一工藝中擔(dān)任重要使命的是厭氧氨氧化菌。
[0003]目前，厭氧氨氧化生物脫氮工藝已經(jīng)成功應(yīng)用于處理多種實(shí)際廢水，其中，應(yīng)用最多的是污泥消化液和污泥壓濾液的處理，且在制革、半導(dǎo)體、食品加工等工業(yè)廢水和垃圾滲濾液處理方面的推廣也逐步展開(kāi)，但針對(duì)制藥、醫(yī)療、養(yǎng)殖等含抗生素廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用仍相對(duì)較少。究其原因是在這些廢水中存在一些抑制厭氧氨氧化菌的物質(zhì)，而土霉素就是其中之一。土霉素生產(chǎn)廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水排放時(shí)含有較高濃度的土霉素，是較為常見(jiàn)的有毒廢水。由于土霉素屬四環(huán)素類(lèi)抗生素，能夠阻止肽鏈的增長(zhǎng)和蛋白質(zhì)的合成，從而抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，因此，在使用基于厭氧氨氧化培養(yǎng)物的厭氧氨氧化工藝對(duì)這些廢水進(jìn)行脫氮處理時(shí)，有可能會(huì)面臨厭氧氨氧化菌失活的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而影響處理系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0004]因此，為了能夠擴(kuò)大厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用領(lǐng)域，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)耐受土霉素的厭氧氨氧化培養(yǎng)物十分有必要。經(jīng)研究，發(fā)現(xiàn)通過(guò)前期突增、隨后逐步降低土霉素濃度的方法能夠使厭氧氨氧化培養(yǎng)物具備耐受土霉素的能力，再輔之以菌種添加可提高培養(yǎng)物的活性，優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為獲得耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物，通過(guò)前期突增、隨后逐步降低土霉素濃度的方法能夠使厭氧氨氧化培養(yǎng)物具備耐受土霉素的能力，再輔之以菌種添加策略可提高培養(yǎng)物的活性，優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)，為厭氧氨氧化工藝在土霉素生產(chǎn)廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水等廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了可能，并提供了一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]本發(fā)明提供一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法，所述方法為:(I)采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種源，以含氨氮和亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，在厭氧、避光、溫度為35±1°C、進(jìn)水pH為8.10±0.14、水力停留時(shí)間為0.8?2.5h的條件下培養(yǎng)至反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后，向進(jìn)水中逐步分段加入土霉素繼續(xù)培養(yǎng)，直至反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間后(通常為運(yùn)行2周)，反應(yīng)器內(nèi)微生物活性與首次添加土霉素培養(yǎng)后的活性相當(dāng)(即活性數(shù)據(jù)上下浮動(dòng)0.5mgN.g 1VSS -d1);⑵然后向反應(yīng)器中補(bǔ)加厭氧氨氧化顆粒污泥，培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行時(shí)接種的厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的2?3倍，獲得耐受土霉素的厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物；所述模擬廢水組成為:氨氮 70 ?280mg.L \ 亞硝氮 70 ?280mg.L \ KH2PO4 5 ?20mg.L \ CaCl2.2H20I ?1mg.L 1，MgSO4.2H20 200 ?400mg.L、KHCO3 800 ?1500mg.L、溶劑為水。
[0008]進(jìn)一步，步驟(I)所述土霉素采用逐步分段降低濃度的方式加入，加入量以進(jìn)水中土霉素的質(zhì)量終濃度計(jì)，每次進(jìn)水中加入土霉素的量為上一次添加量的50% (即每次進(jìn)水中加入土霉素的終濃度為上一次加入后的土霉素質(zhì)量終濃度的50% )。
[0009]進(jìn)一步，步驟(I)所述土霉素第一次加入量以進(jìn)水中土霉素的質(zhì)量終濃度計(jì)為50mg.L1，在厭氧、避光、溫度為35±1°C、進(jìn)水pH為8.10±0.14、水力停留時(shí)間為0.8?
2.5h的條件下培養(yǎng)2周，再向進(jìn)水中加入土霉素至終濃度為25mg -L \繼續(xù)培養(yǎng)2周，如此逐步分段降低進(jìn)水中土霉素濃度持續(xù)培養(yǎng)，直至反應(yīng)器運(yùn)行2周后，反應(yīng)器內(nèi)微生物活性與首次添加土霉素培養(yǎng)后的活性相當(dāng)(即活性數(shù)據(jù)上下浮動(dòng)0.5mgN.g 1VSS.(I1)0
[0010]進(jìn)一步，步驟(2)所述補(bǔ)加厭氧氨氧化顆粒污泥的方法為采用逐漸遞增的方式添加，遞增幅度為5%。
[0011]進(jìn)一步，步驟(2)所述補(bǔ)加厭氧氨氧化顆粒污泥的方法為:首次添加時(shí)添加污泥體積為被添加反應(yīng)器有效體積的15%?20%，反應(yīng)器運(yùn)行25?30d后進(jìn)行第二次污泥添加，第二次添加污泥體積為被添加反應(yīng)器有效體積的20%?25%，如此重復(fù)培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行時(shí)接種的厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的2?3倍；所述每次補(bǔ)加的厭氧氨氧化顆粒污泥以揮發(fā)性固體濃度VSS計(jì)的生物量為18?22g *L \活性為300?400mgN.g1VSS.d、
[0012]進(jìn)一步，優(yōu)選所述的模擬廢水組成如下:氨氮70?280mg.L1，亞硝氮70 ?280mg.L 1，KH2PO41mg.L \ CaCl2.2H20 7.4mg.L \ MgSO4.2H20 300mg.L \KHC031250mg.L \ 溶劑為水。
[0013]進(jìn)一步，步驟(I)所述厭氧氨氧化顆粒污泥的接種體積占反應(yīng)器總體積的30%?90%。
[0014]進(jìn)一步，步驟⑴所述進(jìn)水中氨氮和亞硝氮的物質(zhì)的量之比為1:1。
[0015]進(jìn)一步，本發(fā)明所述耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法按如下步驟進(jìn)行:(I)采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，在35土 1°C下，接種占反應(yīng)器總體積的30%?90%的厭氧氨氧化顆粒污泥，以含266mg *L 1氨氮和266mg *L 1亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，采用連續(xù)流，水力停留時(shí)間為0.8h，在厭氧、避光，進(jìn)水pH為8.10±0.14的條件下培養(yǎng)至反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定；然后采用逐步分段降低的方式加入土霉素，第一次添加土霉素至進(jìn)水中土霉素終濃度為50mg *L \培養(yǎng)2周，然后加入土霉素至進(jìn)水中土霉素終濃度為25mg *L \繼續(xù)培養(yǎng)2周，如此逐步分段降低土霉素濃度持續(xù)培養(yǎng)；土霉素加入量以進(jìn)水中土霉素的質(zhì)量終濃度計(jì)，每次加入量為上一次加入量的50% ;厭氧氨氧化顆粒污泥的污泥生物量為12-30g.L \優(yōu)選16.7g.L \培養(yǎng)物活性為145mgN.g 1VSS.d S (2)采用逐漸遞增的方式向步驟(I)反應(yīng)器中添加厭氧氨氧化顆粒污泥，遞增幅度為5%，首次添加時(shí)添加污泥體積為被添加反應(yīng)器有效體積的15%?20%，反應(yīng)器運(yùn)行25?30d后進(jìn)行第二次污泥添加，第二次添加污泥體積為被添加反應(yīng)器有效體積的20%?25%，如此重復(fù)，培養(yǎng)至反應(yīng)器內(nèi)微生物活性為初始運(yùn)行時(shí)接種的厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的2?3倍；所述每次補(bǔ)加的厭氧氨氧化顆粒污泥生物量為18?22g.L、活性為300?400mgN.g 1VSS.d、
[0016]本發(fā)明以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種源，以含氨氮和亞硝氮的模擬廢水為進(jìn)水，在厭氧、避光、溫度為35 ± I °C、進(jìn)水pH為8.10 ±0.14、水力停留時(shí)間為0.8?2.5h的條件下培養(yǎng)，所述的培養(yǎng)物經(jīng)2?5周不含土霉素的模擬廢水培養(yǎng)穩(wěn)定后，先在進(jìn)水中土霉素終濃度為50mg.L 1的條件下培養(yǎng)2周，再降低進(jìn)水中土霉素終濃度至25mg.L \繼續(xù)培養(yǎng)2周，如此逐步分段降低進(jìn)水中土霉素濃度持續(xù)培養(yǎng)，直至反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間后，反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)物活性保持穩(wěn)定，此時(shí)培養(yǎng)物能夠耐受的土霉素濃度為6mg.L \此后保持土霉素濃度為6mg.L 1不變進(jìn)行菌種添加(即添加厭氧氨氧化顆粒污泥)，至反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)物活性恢復(fù)到最初時(shí)的2?3倍即完成培養(yǎng)。
[0017]本發(fā)明通過(guò)前期突增、隨后逐步降低土霉素濃度的方法能夠使厭氧氨氧化培養(yǎng)物具備耐受土霉素的能力，再輔之以菌種添加策略可提高培養(yǎng)物的活性，優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)證明這種方法對(duì)于培養(yǎng)耐受土霉素的厭氧氨氧化培養(yǎng)物是有效的。
[0018]本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:①本發(fā)明在6mg/L的土霉素條件下仍具有較高活性，拓寬了厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用領(lǐng)域；②提供了前期突增、隨后逐步降低土霉素濃度獲得耐受土霉素厭氧氨氧化培養(yǎng)物的方法開(kāi)拓了菌種添加提高耐受土霉素培養(yǎng)物的活性，優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)的新思路。
(四)
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中:1.下錐體；2.進(jìn)水口；
3.反應(yīng)器主體；4.上錐臺(tái)；5.沉淀區(qū)；6.出水口 ；7.三相分離器。
(五)
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0021]實(shí)施例1:
[0022]所述模擬廢水組成為:氨氮70?280mg.L \亞硝氮70?280mg.L \ KH2P045?20mg.L 1AaCl2.2Η20 I ?1mg.L 1^MgSO4.2Η20 200