一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養物的培養方法
【專利說明】
(一)
技術領域
[0001]本發明涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥培養物的培養方法，特別涉及一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養物的培養方法。
(二)
【背景技術】
[0002]厭氧氨氧化作為一種新型生物脫氮工藝，以高效低耗的優勢在廢水生物脫氮領域廣獲青睞。而在這一工藝中擔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成功應用于處理多種實際廢水，其中，應用最多的是污泥消化液和污泥壓濾液的處理，且在制革、半導體、食品加工等工業廢水和垃圾滲濾液處理方面的推廣也逐步展開，但針對制藥、醫療、養殖等含抗生素廢水處理領域的應用仍相對較少。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，而土霉素就是其中之一。土霉素生產廢水和畜禽養殖廢水排放時含有較高濃度的土霉素，是較為常見的有毒廢水。由于土霉素屬四環素類抗生素，能夠阻止肽鏈的增長和蛋白質的合成，從而抑制細菌的生長，因此，在使用基于厭氧氨氧化培養物的厭氧氨氧化工藝對這些廢水進行脫氮處理時，有可能會面臨厭氧氨氧化菌失活的風險，進而影響處理系統的運行穩定性。
[0004]因此，為了能夠擴大厭氧氨氧化工藝的應用領域，充分發揮其優勢，培養耐受土霉素的厭氧氨氧化培養物十分有必要。經研究，發現通過前期突增、隨后逐步降低土霉素濃度的方法能夠使厭氧氨氧化培養物具備耐受土霉素的能力，再輔之以菌種添加可提高培養物的活性，優化菌群結構。
(三)
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為獲得耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養物，通過前期突增、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物的活性，優化菌群結構，為厭氧氨氧化工藝在土霉素生產廢水和畜禽養殖廢水等廢水處理領域的應用創造了可能，并提供了一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養物的培養方法。
[0006]本發明采用的技術方案是:
[0007]本發明提供一種耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養物的培養方法，所述方法為:(I)采用上流式厭氧污泥床反應器，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水，在厭氧、避光、溫度為35±1°C、進水pH為8.10±0.14、水力停留時間為0.8?2.5h的條件下培養至反應器運行穩定后，向進水中逐步分段加入土霉素繼續培養，直至反應器運行一段時間后(通常為運行2周)，反應器內微生物活性與首次添加土霉素培養后的活性相當(即活性數據上下浮動0.5mgN.g 1VSS -d1);⑵然后向反應器中補加厭氧氨氧化顆粒污泥，培養至反應器內微生物活性為初始運行時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，加入量以進水中土霉素的質量終濃度計，每次進水中加入土霉素的量為上一次添加量的50% (即每次進水中加入土霉素的終濃度為上一次加入后的土霉素質量終濃度的50% )。
[0009]進一步，步驟(I)所述土霉素第一次加入量以進水中土霉素的質量終濃度計為50mg.L1，在厭氧、避光、溫度為35±1°C、進水pH為8.10±0.14、水力停留時間為0.8?
2.5h的條件下培養2周，再向進水中加入土霉素至終濃度為25mg -L \繼續培養2周，如此逐步分段降低進水中土霉素濃度持續培養，直至反應器運行2周后，反應器內微生物活性與首次添加土霉素培養后的活性相當(即活性數據上下浮動0.5mgN.g 1VSS.(I1)0
[0010]進一步，步驟(2)所述補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]進一步，步驟(2)所述補加厭氧氨氧化顆粒污泥的方法為:首次添加時添加污泥體積為被添加反應器有效體積的15%?20%，反應器運行25?30d后進行第二次污泥添加，第二次添加污泥體積為被添加反應器有效體積的20%?25%，如此重復培養至反應器內微生物活性為初始運行時接種的厭氧氨氧化顆粒污泥生物活性的2?3倍；所述每次補加的厭氧氨氧化顆粒污泥以揮發性固體濃度VSS計的生物量為18?22g *L \活性為300?400mgN.g1VSS.d、
[0012]進一步，優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]進一步，步驟(I)所述厭氧氨氧化顆粒污泥的接種體積占反應器總體積的30%?90%。
[0014]進一步，步驟⑴所述進水中氨氮和亞硝氮的物質的量之比為1:1。
[0015]進一步，本發明所述耐受土霉素厭氧氨氧化顆粒污泥培養物的培養方法按如下步驟進行:(I)采用上流式厭氧污泥床反應器，在35土 1°C下，接種占反應器總體積的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水，采用連續流，水力停留時間為0.8h，在厭氧、避光，進水pH為8.10±0.14的條件下培養至反應器運行穩定；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水中土霉素終濃度為50mg *L \培養2周，然后加入土霉素至進水中土霉素終濃度為25mg *L \繼續培養2周，如此逐步分段降低土霉素濃度持續培養；土霉素加入量以進水中土霉素的質量終濃度計，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 \優選16.7g.L \培養物活性為145mgN.g 1VSS.d S (2)采用逐漸遞增的方式向步驟(I)反應器中添加厭氧氨氧化顆粒污泥，遞增幅度為5%，首次添加時添加污泥體積為被添加反應器有效體積的15%?20%，反應器運行25?30d后進行第二次污泥添加，第二次添加污泥體積為被添加反應器有效體積的20%?25%，如此重復，培養至反應器內微生物活性為初始運行時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水，在厭氧、避光、溫度為35 ± I °C、進水pH為8.10 ±0.14、水力停留時間為0.8?2.5h的條件下培養，所述的培養物經2?5周不含土霉素的模擬廢水培養穩定后，先在進水中土霉素終濃度為50mg.L 1的條件下培養2周，再降低進水中土霉素終濃度至25mg.L \繼續培養2周，如此逐步分段降低進水中土霉素濃度持續培養，直至反應器運行一段時間后，反應器內培養物活性保持穩定，此時培養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不變進行菌種添加(即添加厭氧氨氧化顆粒污泥)，至反應器內培養物活性恢復到最初時的2?3倍即完成培養。
[0017]本發明通過前期突增、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物的活性，優化菌群結構，試驗證明這種方法對于培養耐受土霉素的厭氧氨氧化培養物是有效的。
[0018]本發明的有益效果主要體現在:①本發明在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用領域；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物的方法開拓了菌種添加提高耐受土霉素培養物的活性，優化菌群結構的新思路。
(四)
【附圖說明】
[0019]圖1是上流式厭氧污泥床反應器的結構示意圖；圖1中:1.下錐體；2.進水口；
3.反應器主體；4.上錐臺；5.沉淀區；6.出水口 ；7.三相分離器。
(五)
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護范圍并不僅限于此:
[0021]實施例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