技术领域
[0001] 本实用新型涉及污水生物处理的技术领域，特别涉及一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置。
相关背景技术
[0002] 厌氧氨氧化脱氮技术的关键是厌氧氨氧化菌（Anammox菌）的富集培养。目前，尚未出现任何权威机构对Anammox菌进行成功提纯分离的相关报道，ATCC（美国典型培养物保藏中心）和NBRC（NITE生物资源中心）的菌种库也没有相关保存记录。近几年，国内外部分科研团队针对Anammox菌的基础研究层出不穷，普遍利用分子生物学手段对环境中（尤其是污废水处理工艺的活性污泥中）存在的Anammox菌进行了大量的实验探讨。然而，实验室研究或小规模工程应用研究过程中出现的瓶颈问题则是Anammox菌的快速富集方法及工艺稳定运行手段。其中，Anammox菌富集困难的主要原因是Anammox菌世代周期长（世代时间＞11日），繁殖速度慢，富集培养时间长达1年以上。针对此类增殖速度慢的厌氧微生物培养，为了防止菌群流失，一般采用间隙培养的方式进行菌群富集。而现有的间隙培养方式仍普遍存在Anammox菌增殖速度慢、菌体收率低、培养时间长、培养菌液的菌体浓度低、菌群增殖槽体积大等问题。
具体实施方式
实施例
[0028] 如图1所示，基于改性玄武岩纤维的厌氧氨氧化菌富集装置，包括原水箱1、厌氧氨氧化反应器2、沉淀池3，材质均为有机玻璃；原水箱1通过进水泵6与厌氧氨氧化反应器进水口21相连接，厌氧氨氧化反应器出水口22经U型管道与沉淀池3连接；进水泵6的控制开关与PLC系统4的信号输出端连接，控制调节进水流量；厌氧氨氧化反应器2呈封闭式圆柱形，顶端设置出气口23通过气体流量计211与液封水箱5相连，底部设置排泥口24，外层设置水浴保温夹套层25，采用有机玻璃材质，夹套层下端设置循环水进口26，上端设置循环水出口27；厌氧氨氧化反应器2内底部铺设氮气曝气管道28，沿水流方向悬挂改性玄武岩纤维，顶端凹槽设置纤维束支撑件210。
[0029] 其中，PLC系统4的程序设定原理公式为M=A×exp（K×T）；其中M为基质进料速度，A为培养初期设定的基质浓度，K为基质进料常数，T为厌氧氨氧化菌进入对数生长期后的培养天数；基质包括氨氮、亚硝态氮，培养初期的氨氮及亚硝态氮的浓度均为30 35 mg/L，基~质进料常数K为0.1；
[0030] 厌氧氨氧化反应器中填充改性玄武岩纤维是玄武岩纤维经物理涂覆法壳聚糖涂层改性（首先对玄武岩纤维表面用碱液刻蚀，采用去离子水洗至中性，烘干活化；再采用物理涂覆，以壳聚糖为改性剂，将刻蚀后干燥的玄武岩纤维浸泡在壳聚糖溶液中，制得亲水性聚合物改性玄武岩纤维）后，机械编制而得，其纤维束直径为15 cm，适用pH范围为5 9，表面~带正电荷约为5.5 mv，采用卡扣式固定，填料填充率约35%。
[0031] 厌氧氨氧化顶端的填料支撑件210材质为有机玻璃，采用螺丝固定。
[0032] 基于改性玄武岩纤维的厌氧氨氧化菌富集方法具体包括以下步骤：
[0033] S1.启动系统，将放置2周的硝化污泥和少量厌氧氨氧化污泥按质量比500:1混合后投加至已填充改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化反应器2中，使培养初期厌氧氨氧化反应器2内污泥浓度达到5000 mg/L，封闭厌氧氨氧化反应器2，通过底部的氮气曝气管道28曝气约10 min，使污泥充分混合；
[0034] S2.培养初期，将原水箱1中模拟配制的基质原水由进水泵6连续抽入厌氧氨氧化反应器2内，开始培养维持水力停留时间24 h；同时开启水浴保温夹套25中的循环水循环流动，保持循环水温度约39 ℃，并开启出气口23连接的气体流量计211；以3 5天为一周期，间~歇式通过底部的氮气曝气管道28微曝气10 min，加速改性玄武岩纤维对活性污泥的吸附；
监测出水氨氮及亚硝态氮浓度，当氨氮及亚硝态氮浓度均低于15 mg/L时，判断该反应器已进入厌氧氨氧化菌对数生长（增殖）期。
[0035] S3.对数生长期，采用PLC系统4联动进水泵智能控制原水基质进水速度，进行厌氧氨氧化菌的连续快速富集培养。
[0036] 连续试验效果：
[0037] 驯养10天，大量活性污泥负载于MBF填料上，呈黄褐色，反应器内开始出现明显的上浮气泡，出水氨氮浓度约22 mg/L，亚硝态氮浓度20 mg/L。23天后，厌氧氨氧化反应器2内MBF填料上黄褐色的污泥中间出现少量红色，气泡数量增多，出水氨氮浓度约15 mg/L，亚硝态氮浓度13 mg/L，总氮去除率约45%，容积氮负荷达到0.04 kg/m3･d。驯养40天左右，厌氧氨氧化反应器2内污泥颜色介于黄褐色与红褐色之间，说明Anammox菌体浓度升高，增殖趋势良好。培养65天左右，厌氧氨氧化反应器2内出现肉眼可见的红色絮体污泥，系统对氨氮的去除率达到92%，对亚硝态氮的去除率达到95%，总氮去除率大于78%。
[0038] 综上所述，本实用新型提供的一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集方法及装置，具有Anammox菌增殖速度快、菌体收率高、培养时间短、培养菌液的菌体浓度高、菌群增殖槽体积小等优点，具有产业价值。
[0039] 本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
