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申请/专利权人：北京工业大学

摘要：本发明提供一种快速形成反硝化厌氧甲烷氧化与厌氧氨氧化共生微生物的装置和方法，属于污水处理技术领域。系统主要包括上流式厌氧污泥床反应器、进水箱、出水箱、蠕动泵、甲烷储气瓶、气压调节阀和中空纤维膜组件。在一个反应器内协同培养和驯化N‑DAMO和Anammox的共生菌群，实现同步反硝化厌氧甲烷氧化和厌氧氨氧化过程。本发明可以弥补厌氧氨氧化自身机理的缺陷，无需将污水中亚硝态氮与氨氮含量的比值严格控制1.32：1；另外，单独厌氧氨氧化工艺脱氮后难以避免产生的硝酸盐也可以得到去除。将廉价且易获取的甲烷作为一种外加碳源，可较大地减少处理成本，在实现高效脱氮的同时，还可以对厌氧消化过程中产生的甲烷资源化利用。

主权项：1.一种快速形成反硝化厌氧甲烷氧化与厌氧氨氧化共生微生物的方法，该方法所用装置包括上流式厌氧污泥床反应器（1）、进水箱（2）、出水箱（3）、蠕动泵（4）、循环泵（5）、甲烷储气瓶（6）、气压调节阀（7）、压力表（8）、溢流容器（9）和中空纤维膜组件（10）；所述进水箱（2）经过设有蠕动泵（4）的进水管道与所述上流式厌氧污泥床反应器的进水端（11）连接；所述上流式厌氧污泥床反应器的出水端（12）经出水管道依次连接溢流容器（9）和出水箱（3）；所述甲烷储气瓶（6）经设有气压调节阀（7）和压力表（8）的进气管道与中空纤维膜组件的气体入口处连接；中空纤维膜组件的气体出气口（15）与上流式厌氧污泥床反应器（1）主体底部的进水端（11）通过循环泵连接；所述上流式厌氧污泥床反应器主体中部侧壁上的中间出气口（13）与中空纤维膜组件的进气口（14）连接；所述的甲烷储气瓶中的气体是体积比为95%CH4和5%CO2的混合气体，上流式厌氧污泥床反应器通过充入氮气的方式维持反应器处于厌氧的状态；其特征在于，包括以下步骤：（1）上流式厌氧污泥床反应器（1）的接种，取河流底部污泥、厌氧颗粒污泥反应器中的污泥和污水处理厂二沉池活性污泥，以1：2：1的体积比混合投加到反应器内部；体积比为95%CH4和5%CO2的混合气体通过气压调节阀控制压力，并连接到中空纤维膜组件10，所述混合气体以10mLmin的流量通过中空纤维膜组件溶解到有效体积为3L的上流式厌氧污泥床反应器的液相中，为反硝化厌氧甲烷氧化菌提供生长底物，每隔2小时取样检测反应器内NO2--N的浓度，当检测结果显示NO2--N的浓度低于15mgL时，停止曝气；（2）上流式厌氧污泥床反应器的运行温度为30-35℃，pH值维持在7.0-7.5，当pH值超出范围值时投加盐酸或氢氧化钠溶液进行调节；上流式厌氧污泥床反应器的进水方式为连续进水，通过蠕动泵的泵速控制其进水流量为25Ld，每天从上流式厌氧污泥床反应器的侧壁取样，根据水样检测获得该上流式厌氧污泥床反应器内NO3--N、NO2--N和NH4+-N的浓度；（3）利用上述装置实现培养和驯化N-DAMO和Anammox的共生菌群，上流式厌氧污泥床反应器的运行温度为30-35℃，pH值维持在7.0-7.5，当pH值超出范围值时投加盐酸或氢氧化钠溶液进行调节；通过在进水箱（2）内批次补充硝酸钠浓缩液、氯化铵浓缩液和亚硝酸钠浓缩液来使上流式厌氧污泥床反应器（1）内进水的各氮素基质浓度分为以下四个阶段；在第一阶段，进水中含有50mgNLNH4+-N和100mgNLNO3--N，优先促进N-DAMO古菌的生长繁殖，形成的微生物以N-DAMO古菌为主，在连续进水80天后，结束第一阶段N-DAMO古菌的培养；在第二阶段，在进水中增加50mgNLNO2--N，形成三氮即NH4+、NO2-和NO3-的进水状态，提高Anammox细菌的活性，90天后结束第二阶段Anammox细菌的培养；第三阶段，投加浓度为50mgNL的NO2--N，每隔10天增加10mgNL，同时将NO3--N浓度减少10mgNL，直到NO2--N浓度达到100mgNL，进水中停止投加NO3--N；在第四阶段，将含70-80mgNL氨氮的城市生活污水和含有1000mgNL硝酸盐的工业废水按1：1体积比投加到进水箱内，代替人工配水为反硝化厌氧甲烷氧化耦合厌氧氨氧化反应提供氮素基质，连续运行。

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