一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存和重激活方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法為：收集所需保存的厭氧氨氧化顆粒污泥，保存前先用無機鹽緩沖液對其清洗3～5次，并選定干凈且密閉性好的有機塑料瓶為保存容器，先向保存容器中加入潔凈水和二甲基亞砜，并將保存容器放入0～4℃的環(huán)境中冷藏3～6h，進而將清洗后的污泥轉(zhuǎn)至冷藏后的密閉容器中，經(jīng)氬氣曝氣20～30min后將密閉容器放置在0～4℃的環(huán)境中保存。并提供保存后的重激活方法為：取出保存容器，先經(jīng)歷活性恢復前溫度適應試驗，經(jīng)溫度適應后，將保存后的顆粒污泥用上述無機鹽緩沖液清洗6～10次，然后將其轉(zhuǎn)入待啟動的厭氧反應器中進行活性恢復。本發(fā)明能夠成功保存厭氧氨氧化顆粒污泥，且顆粒污泥活性恢復較快，便于后續(xù)使用。
【專利說明】一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存和重激活方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存和重激活方法。
【背景技術】
[0002]厭氧氨氧化工藝因其高效節(jié)能備受關注。厭氧氨氧化菌作為厭氧氨氧化反應的核心載體，自上世紀九十年代發(fā)現(xiàn)其存在于工業(yè)化的廢水處理廠中而進一步將理論研究跨越到實際應用中。但厭氧氨氧化菌倍增時間長，增長緩慢，因而應用于實際廢水處理較困難。富集培養(yǎng)并有效保藏厭氧氨氧化菌種是突破應用瓶頸的有效措施。
[0003]常見的菌種保存方法有液體石蠟法、液氮法、冷凍法、凍干法及凝膠包埋法等。這些技術雖能在某種程度上有效保留細菌活性，但若應用于厭氧氨氧化顆粒污泥的保存過程，則不可避免地存有一定的弊端，如影響顆粒污泥形態(tài)、造成污泥結(jié)構變異、操作過程復雜及操作技術要求高等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存和重激活方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案是:
[0006]一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法，所述保存方法為: [0007]將厭氧氨氧化反應器生產(chǎn)過剩的顆粒污泥和/或出水污泥收集，為需要保存的污泥，以干凈且密閉性好的有機塑料瓶作為保存容器，需要保存的污泥體積與保存容器的容積比為1:2~4 (優(yōu)選1:3)，先向保存容器中加入潔凈水和二甲基亞砜，潔凈水與污泥的體積比為1:0.8~1.2 (優(yōu)選1:1)，二甲基亞砜的加入量是使最后加入污泥后的保存體系(SP污泥、結(jié)晶水、二甲基亞砜混合組成的保存體系)中二甲基亞砜的體積分數(shù)為2%~10% (優(yōu)選4~5%)，將加有潔凈水和二甲基亞砜的保存容器密閉后于0~4°C下保溫冷藏(通常冷藏3~6h)，使容器內(nèi)液體溫度為0~4°C，取出得到冷藏后的容器；將需要保存的污泥先用無機鹽緩沖液清洗3~5次，清洗后的污泥裝入冷藏后的容器，經(jīng)氬氣曝氣20~30min后，密閉容器，使密閉容器內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，最后將裝有上述污泥、水和二甲基亞砜的密閉容器放置在0~4°C的環(huán)境中保存。
[0008]所述無機鹽緩沖液的組分組成如下:KH2P045~20mg ? L—1，CaCl2 ? 2H201~IOmg ? L' MgSO4 ? 2H20200 ~400mg ? I71，KHC03800 ~1500mg ? I71，優(yōu)選組分組成為:KH2PO4IOmg ? I71，CaCl2 ? 2H207.4mg ? L' MgSO4 ? 2H20300mg ? I71，KHC031250mg ? L'
[0009]本發(fā)明還提供保存后的厭氧氨氧化顆粒污泥的重激活方法，所述重激活方法為:將存放有厭氧氨氧化顆粒污泥的保存容器取出，進行溫度適應操作，在保存溫度與預設恢復溫度間平均選取2~4個溫度梯度，水浴加熱保溫，保存容器在每一溫度下保溫適應12~36h，經(jīng)過溫度適應后，取出保存后的厭氧氨氧化顆粒污泥，用與保存方法中相同成分的無機鹽緩沖液清洗6~10次，清洗后的污泥加入待啟動的厭氧反應器中進行活性恢復:厭氧反應器的運行條件為:在常溫或中溫30~38°C下運行，水力停留時間(HRT)為2~6h，起始進水氨氮和亞硝氮濃度分別為42~98mg ? I71，增加進水基質(zhì)濃度和縮短HRT這兩種調(diào)整策略分別進行或交叉進行，直至反應器總氮去除效率85%以上，獲得較高的脫氮性能并能長期穩(wěn)定運行。
[0010]進一步，待啟動的厭氧反應器在常溫下運行時，優(yōu)選所述溫度適應步驟為:保存容器先在6~8°C下適應12~36h，再于12~14°C下適應12~36h，最后于18~22°C下適應12~36h。
[0011]本發(fā)明通過保存厭氧氨氧化反應器生產(chǎn)過剩的顆粒污泥或厭氧氨氧化反應器出水污泥并維持其厭氧氨氧化活性，解決厭氧氨氧化工藝實際應用中菌源匱乏的難題。本發(fā)明實施例試驗證明此方法能夠很好的保存厭氧氨氧化顆粒污泥，當投入應用時活性恢復很快并能快速啟動厭氧氨氧化反應器，而且反應器脫氮性能在較短時間內(nèi)提升很快。
[0012]本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:①低溫保存菌種避免了常溫及較高溫度下細菌過量自溶的影響；②低溫保護劑二甲基亞砜的添加有助于避免細胞損傷；③保存期間不對密閉容器做任何處理確保了保存環(huán)境的穩(wěn)定性，操作簡便；④重激活顆粒污泥前的溫度適應試驗有效遏制了溫度對顆粒污泥活性的沖擊能夠較長時間保存厭氧氨氧化顆粒污泥且能維持較高的厭氧氨氧化活性。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此:
[0014]實施例1:
[0015]收集實驗室過剩的厭氧氨氧化顆粒污泥及厭氧氨氧化反應器出水污泥，用無機鹽緩沖液(成分:KH2PO4IOmg ? I71，CaCl2 ? 2H207.4mg ? I71，MgSO4 ? 2H20300mg ? I71，KHC031250mg噸-1)清洗3次，以0.5L的清洗后的污泥為單位進行保存。保存裝置選擇定制體積為1.5L小口的有機塑料瓶，并用蒸餾水清洗后浸泡3d。準備工作完畢后，向保存容器中加入0.5L的蒸餾水和50mL 二甲基亞砜，將其放入4°C的冰箱，經(jīng)過4h確保密閉容器內(nèi)溶液溫度為4°C后取出，將0.5L待保存的顆粒污泥轉(zhuǎn)至密閉容器中，并經(jīng)氬氣曝氣30min，然后蓋緊蓋子形成密閉空間，最后將密閉容器放置4°C的冰箱內(nèi)保存。
[0016]保存兩個月后，密閉容器取出后先在6°C -14°C -20°C的水浴梯度溫度下進行活性恢復前溫度適應，每一溫度下分別適應24h，經(jīng)過溫度適應后，取出保存后的顆粒污泥用上述無機鹽緩沖液清洗7次，然后將清洗后的污泥轉(zhuǎn)入有效體積為0.5L的上流式厭氧污泥床反應器進行活性恢復。反應器在常溫下運行，HRT為3h，進水氨氮和亞硝氮濃度各自從70mg ? L-1逐步增加，運行至第10d，反應器去除的氨氮與亞硝氮的比為1:1.32，產(chǎn)生的硝氮與去除的氨氮之比為0.21，非常接近厭氧氨氧化反應的理論比值，此時表明厭氧氨氧化反應器已啟動成功。繼續(xù)運行至32d，反應器內(nèi)總氮去除負荷達到4.38kg ^nT3* Cf1 (顆粒污泥保存前在所承載的反應器中可使反應器總氮去除負荷最高為6.41kg ? m_3 ? Cf1)，運行至47d，進水總氮濃度已達至508mg ? L'同時在活性恢復期間，顆粒特性也得到較大改善。在第13d，顆粒污泥的活性達到保存前水平，為0.14g N ? ^1VSS ? cf1，總胞外多聚物含量由保存前的2.12g ? g^VSS增至2.41g ? g^SS，血紅素含量從0.02 u mo I ? g^VSS劇增至
0.42 u mo 1-^1VSS0由此可見，厭氧氨氧化顆粒污泥保存和重激活銜接得當，顆粒污泥重激活后性狀優(yōu)良、性能良好。`
【權利要求】
1.一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法，其特征在于所述保存方法為: 將厭氧氨氧化反應器生產(chǎn)過剩的顆粒污泥和/或出水污泥收集，為需要保存的污泥，以干凈且密閉性好的有機塑料瓶作為保存容器，需要保存的污泥體積與保存容器的容積比為1:2~4，先向保存容器中加入潔凈水和二甲基亞砜，潔凈水與污泥的體積比為1:0.8~1.2，二甲基亞砜的加入量是使最后加入污泥后的保存體系中二甲基亞砜的體積分數(shù)為2%~10%，將加有潔凈水和二甲基亞砜的保存容器密閉后于0~4°C下保溫冷藏，使容器內(nèi)液體溫度為0~4°C，取出得到冷藏后的容器；將需要保存的污泥先用無機鹽緩沖液清洗3~5次，清洗后的污泥裝入冷藏后的容器，經(jīng)氬氣曝氣20~30min后，密閉容器，使密閉容器內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，最后將裝有上述污泥、水和二甲基亞砜的密閉容器放置在0~4°C的環(huán)境中保存。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述無機鹽緩沖液的組分組成如下:KH2P045 ~20mg ? L' CaCl2 ? 2H201 ~IOmg ? L-1，MgSO4 ? 2H20200 ~400mg ? I71，KHC03800 ~1500mg ? L 1O
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于無機鹽緩沖液的組分組成如下:KH2PO4IOmg ? L-1，CaCl2 ? 2H207.4mg ? L' MgSO4 ? 2H20300mg ? I71，KHC031250mg ? L'
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述需要保存的污泥體積與保存容器的容積比為1:3。
5.如權利要求1所 述的方法，其特征在于所述潔凈水與污泥的體積比為1:1。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述二甲基亞砜的加入量是使最后加入污泥后的保存體系中二甲基亞砜的體積分數(shù)為4~5%。
7.一種保存后的厭氧氨氧化顆粒污泥的重激活方法，所述厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法為:將厭氧氨氧化反應器生產(chǎn)過剩的顆粒污泥和/或出水污泥收集，為需要保存的污泥，以干凈且密閉性好的有機塑料瓶作為保存容器，需要保存的污泥體積與保存容器的容積比為1:2~4，先向保存容器中加入潔凈水和二甲基亞砜，潔凈水與污泥的體積比為1:0.8~1.2，二甲基亞砜的加入量是使最后加入污泥后的保存體系中二甲基亞砜的體積分數(shù)為2%~10%，將加有潔凈水和二甲基亞砜的保存容器密閉后于0~4°C下保溫冷藏，使容器內(nèi)液體溫度為0~4°C，取出得到冷藏后的容器；將需要保存的污泥先用無機鹽緩沖液清洗3~5次，清洗后的污泥裝入冷藏后的容器，經(jīng)氬氣曝氣20~30min后，密閉容器，使密閉容器內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，最后將裝有上述污泥、水和二甲基亞砜的密閉容器放置在0~4°C的環(huán)境中保存； 所述無機鹽緩沖液的組分組成如下:KH2P045~20mg ? L_S CaCl2 ? 2H201~IOmg ? L—1，MgSO4 ? 2H20200 ~400mg ? I71，KHC03800 ~1500mg ? L-1 ； 其特征在于所述重激活方法為:將存放有厭氧氨氧化顆粒污泥的保存容器取出，進行溫度適應操作，在保存溫度與預設恢復溫度間平均選取2~4個溫度梯度，水浴加熱保溫，保存容器在每一溫度下保溫適應12~36h，經(jīng)過溫度適應后，取出保存后的厭氧氨氧化顆粒污泥，用與保存方法中相同成分的無機鹽緩沖液清洗6~10次，清洗后的污泥加入待啟動的厭氧反應器中進行活性恢復:厭氧反應器的運行條件為:在常溫或中溫30~38°C下運行，水力停留時間為2~6h，起始進水氨氮和亞硝氮濃度分別為42~98mg ? L—1，增加進水基質(zhì)濃度和縮短HRT這兩種調(diào)整策略分別進行或交叉進行，直至反應器總氮去除效率達85%以上，并能長期穩(wěn)定運行。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于所述待啟動的厭氧反應器在常溫下運行，所述溫度適應的操作步驟為:保存容器先在6~8°C下適應12~36h，再于12~14°C下適應12~36h，最后于18~22°C下適 應12~36h。
【文檔編號】C02F11/00GK103755109SQ201310743603
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月29日 優(yōu)先權日:2013年12月29日
【發(fā)明者】金仁村, 姬玉欣, 葉小青, 諸美紅, 彭亭瑜 申請人:杭州師范大學