處理水體中低濃度氨氮的好氧生物膜的培養方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術屬于水環境保護領域，具體的涉及一種處理水體中低濃度氨氮的好氧生物膜的培養方法及裝置。本發明專利技術利用固相和液相培養相結合的方式，使得接種的硝化功能微生物菌種在不含有機碳源且氨氮濃度低的條件下中穩定生長，繁殖后通過硅膠管敞開的兩端及管壁上的孔洞不斷向培養液中釋放，隨著培養液的流動持續與位于培養反應器中部的載體接觸，形成能夠處理低濃度氨氮的好氧生物膜，可以快速培養對水體中低濃度氨氮去除有高親和力的好氧生物膜。由于硝化菌種生物膜是在低濃度氨氮培養條件下形成的，所以生物膜對低濃度氨氮去除有高親合力，可以明顯加快低濃度氨氮的硝化過程。

【技術實現步驟摘要】
處理水體中低濃度氨氮的好氧生物膜的培養方法及裝置
本專利技術屬于水環境保護領域，具體的涉及一種處理水體中低濃度氨氮的好氧生物膜的培養方法及裝置，具體涉及一種利用固相和液相培養相結合的方式，培養用于地表水體(諸如湖泊，河流，水庫及池塘)中低濃度氨氮硝化去除的好氧生物膜。
技術介紹
環境是人類賴以生存和發展的基礎，然而隨著工業化和城市化進程的加快，過量氨氮進入水體，嚴重污染了水體環境。氨氮是一種含氮化合物，以離子態和非離子態兩種形式存在于水中。在天然和沒有受到人類污染的河流和湖泊，含氮化合物的水平往往很低，一般也是被鎖定在水體中植物和動物體內。然而，隨著人類活動的加劇，由于生活和工業廢水的直接排放、周邊土地面源污染及水產養殖，地表水體包括湖泊及河流中氨氮濃度上升，導致了地表水體氨氮污染問題。地表水體氨氮污染于工業和生活廢水中氨氮污染有明顯區別，其差別主要在于氨氮濃度。根據氨氮含量的不同，工業和生活廢水可分為高濃度氨氮廢水(氨氮濃度大于 500 mg/L)、中濃度氨氮廢水(氨氮濃度范圍50 500 mg/L)、和低濃度氨氮廢水(氨氮濃度范圍5-50 mg/L)三類。按照廢水處理排放標準，出水中氨氮濃度不高于15 mg/L即可達標排放。然而氨氮污染的地表水體中氨氮濃度相對就低的多，一般也不會高于5 mg/L。目前對地表水體中氨氮引起的環境和健康問題認識不清楚。飲用水中氯化了的氨氮超過0.2 mg/L會引起嗅味的問題。對于淡水物種，水體中氨氮濃度處于0.53至22. 8 mg/L的范圍一般認為有毒，但是氨氮大于0. lmg/L就會引起問題，可能會損害淡水魚類眼睛、鰓和內臟器官的發育。最新的研究表明，氨氮濃度處于1至4 mg/L將有利于藍藻生長和爆發。因此，地表水體中氨氮濃度即使不高，也需要治理。對于低濃度氨氮廢水的處理方法主要有電滲析法、反滲透法、空氣吹脫法、選擇離子交換法和生物脫氮法等，其中電滲析法和反滲透法成本很高，空氣吹脫法和選擇離子交換法一般只能作為預處理或后續處理手段，生物脫氮法經濟、有效，是目前運用最廣，最具前景的方法。目前的生物脫氮法的原理是通過硝化和反硝化這兩個相互獨立的過程來進行，其中微生物硝化過程需要消耗氧氣。硝化細菌是自養細菌，利用無機碳源而不利用有機碳源，生長速度極為緩慢，培養和增值都比較困難，所以硝化過程是氨氮生物處理的關鍵限制步驟。硝化細菌懸浮生長所要求的生物反應器必須有很強的截流污泥的作用，因而限制了反應器的處理能力或者需要復雜的污泥沉降和回流系統。而硝化細菌生物膜方式解決了生物處理系統內水力停留時間和污泥停留時間控制中的不協調問題，在提高系統的處理量時不會導致緩慢生長的硝化細菌隨水流排出。需要說明的是培養適合低濃度氨氮去除好氧生物膜是比較困難。為了使培養的生物膜在低濃度氨氮條件下具有高硝化活性，培養液中氨氮濃度同樣應該很低，因為高濃度氨氮培養液通常會馴化出具有去除高氨氮濃度活性的生物膜，但是去除低氨氮濃度時活性低，速率低。使用低氨氮濃度的培養液進行培養，成功率不高，因為接種的菌種很容易流失，導致培養過程失敗。因此，需要專利技術一種能夠快速在低氨氮濃度的培養液中培養出適合低濃度氨氮去除好氧生物膜的裝置及方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對上述問題提供一種處理水體中低濃度氨氮的好氧生物膜的培養裝置。本專利技術的另一目的是提供處理低濃度氨氮的好氧生物膜的培養方法。本專利技術實現其技術目的所采用的技術方案如下。一、一種處理水體中低濃度氨氮的好氧生物膜的培養裝置，包括培養液貯存箱，培養反應器和微孔爆氣裝置，培養液貯存箱和培養反應器底部的進口通過管線相連接，管線上裝有閥門和進水泵；培養反應器的頂部與出水管和出氣管相連接，培養反應器內部裝有載體；微孔爆氣裝置包括微孔爆氣盤和氣泵，微孔爆氣盤置于培養反應器底座內，并與氣泵相連；所述的培養反應器分為培養反應器下部、培養反應器中部、培養反應器上部三部分， 載體位于培養反應器中部，培養反應器下部裝有包含固態培養基和微生物的管材；所述的管材兩端口敞開，管壁均勻分布孔洞。所述的管材為硅膠管。所述的管材長度為l_2cm，內徑為1cm。所述的管材中的微生物是從長期經受低濃度氨氮環境脅迫及馴化的自然環境采取的混合微生物種群。所述的培養液貯存箱中培養液中氨氮濃度為2-4 mg/L，并且不含有機碳源。所述的管材中固態培養基包括低濃度的氨氮但不含有機碳源。進一步的，所述的管材中固態培養基的配方為每升培養基中含有IOmg NH4CLO. 4g NaHCO3, Ig KH2PO4, Ig K2HPO4, 2mL微量元素濃縮液，微量元素濃縮液組成為每升濃縮液中含有1. 25g EDTA， 0. 55g ZnSO4 · 7Η20，0· 40g CoCl2 · 6H20，1. 275g MnCl2 · 4H20，0. 40g CuSO4 · 5H20，0. 05g Na2MoO4 · 2H20,1. 375g CaCl2 · 2H20,1. 25g FeCl3 · 6H20，44. 4g MgSO4 · 7H20。所述的載體為塑料空心小球。所述的載體為彈性填料。二、一種處理水體中低濃度氨氮的好氧生物膜的培養方法，培養液從培養反應器底部向上流動，微生物菌種在固態培養基中繁殖后通過硅膠管敞開的兩端及管壁上的孔洞不斷向培養液中釋放，隨著培養液的流動持續與位于培養反應器中部的載體接觸，形成能夠處理低濃度氨氮的好氧生物膜。采用上述技術方案的積極效果本專利技術利用固相和液相培養相結合的方式，使得接種的硝化功能微生物菌種在不含有機碳源且氨氮濃度低的條件下中穩定生長，繁殖后通過硅膠管敞開的兩端及管壁上的孔洞不斷向培養液中釋放，隨著培養液的流動持續與位于培養反應器中部的載體接觸，形成能夠處理低濃度氨氮的好氧生物膜，可以快速培養對水體中低濃度氨氮去除有高親和力的好氧生物膜；本專利技術以自然水體和沉積物中微生物作為接種菌種，無污染、運行成本低、通用性好，不僅綠色環保，且環境相容性好；此外，整個工藝運行操作簡單，安裝簡便，管理方便，不破壞湖泊具有的景觀功能，培養的生物膜具有有效去除水體中低濃度的氨氮能力，可用于各種天然和人工地表水體的污染控制和水質改善。CN 102531154 A附圖說明圖1是本專利技術所述的裝置的縱剖面構造圖。圖2是對比試驗例中湖水中氨氮濃度的變化對比。圖中1-培養液貯存箱，2-閥門，3-進水泵，4-培養反應器下部，5-培養反應器中部，6-培養反應器上部，7-氣泵，8-氣體流量計，9-微孔爆氣盤，10-反應器底座，11-包含固態培養基和微生物的硅膠管，12-載體，13-出水管，14-出氣管，15-氣泡，16-液面位置。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術進一步說明。實施例1圖1是本專利技術所述的裝置的縱剖面構造圖，如圖所示，一種處理水體中低濃度氨氮的好氧生物膜的培養裝置，包括培養液貯存箱1，培養反應器和微孔爆氣裝置，培養液貯存箱 1和培養反應器底部的進口通過管線相連接，管線上裝有閥門2和進水泵3，培養液貯存箱 1中培養液中氨氮濃度為2-%ig/L，并且不含有機碳源。培養反應器的頂部與出水管13和出氣管14相連接，培養反應器內部裝有載體12。微孔爆氣裝置包括微孔爆氣盤9和氣泵 7，微孔爆氣盤9置于培養反本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：江和龍，
申請(專利權)人：江和龍，
類型：發明
國別省市：