公布日：2023.06.23
申请日：2023.02.10
分类号：C02F3/02(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种较高氨氮废水的短程硝化快速启动工艺，首先根据较高氨氮废水的短程硝化的特性在进水前进行pH、温度、氨氮浓度及溶解氧浓度调节，使进水负荷符合微生物降解的要求，然后加入菌株NZ‑AY1，在较高氨氮浓度、30‑33℃、pH7.0‑8.5的条件下进行短程硝化快速启动工艺，所述菌株分类命名为就地堆肥副地芽孢杆菌（Parageobacillustoebii）NZ‑AY1，已保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，该工艺中氨氮去除效率可达95%以上，氨氧化效率可达87%至95%，抗各种冲击负荷的能力较强，在处理系统中更为稳定，同时也公开了该菌株的快速扩培工艺，操作简单、生产周期短、生产成本低，具有实际应用价值，市场前景广阔。
权利要求书
1.一种氨氧化细菌，其分类命名为就地堆肥副地芽孢杆菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1，已保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为：CGMCCNo.26235。
2.权利要求1所述氨氧化细菌在较高浓度氨氮废水的短程硝化的快速启动工艺中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：将就地堆肥副地芽孢杆菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1进行菌株培养后，加入到较高浓度氨氮废水中，控制温度30-33℃、pH7.0-8.5使其实现短程硝化的快速启动工艺。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：就地堆肥副地芽孢杆菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1进行菌株培养，包括活化、转接、扩培步骤：活化：从固体平板中挑取氨氧化细菌的单菌落，转接至氨氧化培养基中，摇床转速为130-160rpm，30-33℃摇床培养直至对数期；转接：将处在对数期的氨氧化细菌液转接至种子罐中进行培养，控制种子罐温度维持在30-33℃、转速保持在220-250rpm，溶氧DO控制在4-6mg/L，培养5d-10d；扩培：将种子罐培养的菌液按照2%-5%的接种量转接至发酵罐中扩大培养，发酵罐培养基成分与种子罐的相同，各物化参数指标为：温度30-33℃、转速230-260rpm，溶氧4-6mg/L、发酵时间3-5d。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述的氨氧化培养基组分：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g，微量元素溶液1mL/L、水1000mL，pH7.8-8.5。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：种子罐的培养基成分为：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、FeSO4·7H2O0.001g，琼脂20g，微量元素溶液1mL/L、水1000mL，pH7.8-8.5。
7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：菌株经过培养后菌液有效活菌数可达109个/ml以上，发酵培养液出罐后包装即可得到高效氨氧化细菌剂。
8.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于：所述1mL微量元素溶液中包含氯化锌80mg，无水硫酸铜20mg，硼酸20mg，七水硫酸亚铁100mg。
9.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：氨氧化细菌NZ-AY1的投加量为2%-10%。
10.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述较高浓度氨氮废水中氨氮浓度为300mg/L-500mg/L。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种较高浓度氨氮废水的短程硝化快速启动工艺，并成功发酵一种氨氧化细菌。该菌株能够启动较高浓度氨氮废水的短程硝化，同时可有效应对较高浓度氨氮废水的短程硝化过程中出现的各种效率下降现象，具有反应快速、长期稳定、节约成本，简单易操作的等特点，解决较高氨氮废水的短程硝化快速启动工艺过程中的问题。
本发明所采用的技术方案为：一种较高浓度氨氮废水的短程硝化快速启动工艺，包括：废水pH、温度、溶解氧、游离氨的调节。首先根据氨氧化细菌的特性在进水前进行pH、温度、氨氮浓度及溶解氧浓度调节，使进水负荷符合微生物降解的要求，其次使用实验室筛选的氨氧化细菌NZ-AY1，在温度控制在30-33℃、pH控制在7.0-8.5、溶氧控制在4-6mg/L的条件下进行短程硝化快速启动工艺。
所述的较高浓度氨氮废水中氨氮浓度为300mg/L-500mg/L。
氨氧化细菌NZ-AY1的投加量为2%-10%。
所述的氨氧化细菌，其分类命名为就地堆肥副地芽孢杆菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1，已于2022年12月25日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为：CGMCCNo.26235，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
所述氨氧化细菌在较高浓度氨氮废水的短程硝化启动工艺中的应用：将就地堆肥副地芽孢杆菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1进行菌株培养后，加入到30-33℃较高浓度氨氮废水中进行短程硝化快速启动工艺。
就地堆肥副地芽孢杆菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1进行菌株培养，包括活化、转接、扩培步骤，具体如下：1）活化：从固体平板中挑取氨氧化细菌的单菌落，转接至氨氧化液体培养基中，摇床转速为130-160rpm，30-33℃摇床培养直至对数期；2）转接：将处在对数期的氨氧化细菌液转接至种子罐中进行培养，控制种子罐温度维持在30-33℃、转速保持在220-250rpm，溶氧DO控制在4-6mg/L，培养5d-10d；3）扩培：将种子罐培养的菌液按照2%-5%的接种量转接至发酵罐中扩大培养，发酵罐培养基成分与种子罐的相同，各物化参数指标为：温度30-33℃、转速230-260rpm，溶氧4-6mg/L、发酵时间3-5d。
所述的氨氧化液体培养基组分：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、微量元素溶液1mL/L（氯化锌80mg，无水硫酸铜20mg，硼酸20mg，七水硫酸亚铁100mg）、水1000mL，pH7.8-8.5。
种子罐的培养基成分为：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、FeSO4·7H2O0.001g、琼脂20g、微量元素溶液1mL/L、水1000mL，pH7.8-8.5。
菌株经过培养后菌液有效活菌数可达109个/ml以上，发酵培养液出罐后包装即可得到高效氨氧化细菌剂。
所述氨氧化细菌在较高氨氮废水处理中的应用，首先根据较高氨氮废水的特性在进水前进行pH及污染物浓度调节和溶解氧浓度调节，使进水负荷符合微生物降解的要求（氨氮浓度为300mg/L-500mg/L，pH值为7.0-8.5，溶氧4-6mg/L）。其次投加实验室筛选的氨氧化细菌株NZ-AY1，在温度控制在30-33℃的条件下进行短程硝化工艺。
氨氧化细菌NZ-AY1的投加量为1%-10%。
所述的微生物脱氮工艺中使用的高效氨氧化细菌种(Parageobacillustoebii)NZ-AY1，本实验室通过从泰州某河底泥中，在常温条件下使用较高氨氮污染物筛选、并保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。该微生物使用普通培养基扩培，接种浓度为5%。微生物短程硝化工艺中的停留时间为48h-72h。
本发明就地堆肥副地芽孢杆菌（Parageobacillustoebii）NZ-AY1菌株是从泰州某河底泥中筛选得到的，具体筛选方法如下：使用：(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、FeSO4·7H2O0.001g、琼脂20g，溶于1000mL蒸馏水中。经高温高压蒸汽灭菌（120℃，20min）作为富集培养基，添加从泰州某河取的河泥10mL，7d后，抽取1mL放进新配置的富集培养基，如此重复2个周期。将初筛得到的菌落接种至氨氧化培养基中（(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、微量元素溶液1mL/L（氯化锌80mg，无水硫酸铜20mg，硼酸20mg，七水硫酸亚铁100mg）、水1000mL，pH7.8-8.5））培养，每隔24h测定NH4+-N、NO3--N、NO2--N含量。根据NH4+-N、NO3--N、NO2--N指标的去除效果，经复筛得到1株具有富集较高NO2--N性能的菌株，命名为NZ-AY1。
所述菌株是椭圆状，呈乳黄色，有荚膜，无芽孢，革兰氏阳性，异氧，严格好氧，氨氮硝化试验阳性。
菌株的培养条件是：取1mL菌液均匀涂布于好氧氨氧化培养基（(NH4)2SO42.0g、KH2PO41.0g、NaHCO31g、MgSO4·7H2O0.2g、CaCl2·2H2O0.1g、微量元素溶液1mL/L（氯化锌80mg，无水硫酸铜20mg，硼酸20mg，七水硫酸亚铁100mg）、水1000mL，pH7.8-8.5））上，将培养基放在恒温培养箱中培养，培养温度为30-33℃，培养时间为7d。
所述菌株在较高氨氮废水的短程硝化快速启动工艺中的应用。
该菌株能在温度30-33℃的废水生长，倍增周期为48h。
本发明中筛选出的氨氧化细菌NZ-AY1能在较高氨氮废水中生长，在温度30-33℃、pH7.0-8.5的控制条件下，能实现较高氨氮废水短程硝化的快速启动，同时所述菌株无需外加碳源，降解速率高。相比于其他氨氧化细菌具有氨氧化效率高、长期稳定、低成本、低能耗、出水细菌少及水质好的优点。
（发明人：蔡应康;邹希;孙秀玥;张楠;李晖斌）
