一种快速富集厌氧氨氧化菌的方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种快速富集厌氧氨氧化菌的方法。


背景技术：

2.厌氧氨氧化工艺因节省碳源、动力消耗低、剩余污泥量少等优点成为废水脱氮领域的研究热点，然而其主要功能微生物(厌氧氨氧化菌及其共生菌种)存在生存条件要求苛刻、倍增时间长、极易流失等问题，因此如何富集厌氧氨氧化菌并保证其生物量是快速启动厌氧氨氧化反应器和维持反应器稳定运行的重要措施。通常采用填料为载体的生物膜法对其进行富集，填料可为微生物的附着提供稳定的生长繁育场所，可以增加厌氧氨氧化菌的停留时间，保证截留的生物量，实现厌氧氨氧化菌的快速富集。因此，寻找绿色环保、高性能的填料是富集厌氧氨氧化菌的关键。
3.目前关于填料负载厌氧氨氧化菌的研究应用大多聚焦于商用填料，多为表面呈负电性的惰性材料，如聚乙烯、聚丙烯等。通常情况下微生物表面呈负电性，常见的聚氨酯、聚乙烯以及聚酯纤维等填料表面也呈现负电性，因此填料表面负电荷的存在不利于微生物的负载，导致富集效率低以及微塑料等问题，并且，若将填料进行荷正电改性步骤繁琐，需进行表面活化，经济效益不显著。例如中国专利cn2020100108793公开了一种载体固化微生物的方法，该载体固化微生物的方法如下:s1:称量取样，对载体的制备材料进行称量，并且通过样品将菌种进行筛选，s2:载体制备，s3:菌种发酵和分离，s4:载体和菌种充静电磁化，s5:载体菌种混合吸附，通过静电电极实现载体对菌种的吸附固化，s6:载体造粒成型；该技术方案通过对一些可静电磁化且不会影响到菌种活性的菌种，采用负极磁化使其带有负电极后，在载体的制备过程中，使得载体带有正电极，虽然提高对菌种的吸附固定，并且整体固定牢固，但是整个过程步骤繁琐，导致工艺成本较高，并且载体固化后的微生物在富集过程中，不仅存在易流失的现象，造成微生物的损失，而且微生物的富集效率低，造成经济效益不显著。
4.针对目前商用填料的不足，研究人员通过长期的研究发现，陶瓷粒填料具有不错的物理、化学和水力性能，是一种有着良好的机械强度、比表面积、孔隙率、吸附能力的无机颗粒，而且陶粒的处理步骤简单、价格低廉，因此陶瓷粒填料用作负载污水处理微生物具有良好的研究基础和应用前景。并且，赤泥自身的强碱性、重金属污染等特性会对水、气、固环境产生危害，但是其本身又具有颗粒细小、孔隙多和比表面积大等基本特征，若将其弃之不用，则造成资源的二次浪费。针对于以上问题，基于赤泥基填料质轻、多孔等特点，制备一种赤泥基陶瓷粒填料对厌氧氨氧化菌进行原位富集，既解决了赤泥的应用也为厌氧氨氧化菌的负载提供了新的可能性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种快速富集厌氧氨氧化菌的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
7.一种快速富集厌氧氨氧化菌的方法，具体操作如下:
8.s1制备赤泥基陶瓷粒填料
9.1)在40-90℃条件下，将赤泥、造孔剂以及成型剂混合，不断搅拌至泥状后制成5-15mm的球形颗粒，将制备好的颗粒放入瓷舟中，经80-110℃干燥12-15h后，将样品置于马弗炉中，在空气氛围下预热至50-500℃，进行预热保温20-60min，得到填料前驱体；
10.2)将二水合钼酸钠和一水合柠檬酸溶于去离子水与peg-400的混合液中，搅拌30-60min，加入硫脲后继续搅拌5-30min，得到处理液，将填料前驱体完全浸没在处理液中，料水比为1:(5-10)，设置水温40-50℃，进行超声浸渍处理，经离心后转移至反应釜中，在200-260℃下反应6-10h，将产物用去离子水和无水乙醇反复冲洗后在50-80℃下烘干，再置于马弗炉中250-280℃退火1-3h，得到预处理填料前驱体；
11.本发明中，以钼酸钠、硫脲、柠檬酸及peg-400为原料，通过水热合成法成功制备了花球状mos2纳米材料，并通过超声浸渍处理的方法，将花球状mos2纳米材料渗透进填料前驱体的空隙中，并通过高速离心处理，将未附着在填料前驱体空隙内壁上的多余mos2纳米材料除去，从而获得内壁附着大量花球状mos2纳米材料的预处理填料前驱体；
12.3)将上述氧化铁纳米线与预处理填料前驱体放入容器中，控制氧化铁纳米线的用量占预处理填料前驱体重量的1-8％，加入足量去离子水，先以600-1000r/min机械搅拌1-3h，再用200-500w超声处理20-50min，待二者充分均匀混合后，对混合物进行抽滤，然后放入60-80℃烘箱中烘干，将干燥后的混合物再次放入马弗炉中，以1-5℃/min的速度焙烧至1000-1200℃，保温50-100min，待冷却到室温，得到赤泥基陶瓷粒填料；
13.本发明中，采用机械搅拌以及超声处理相结合的方法，将氧化铁纳米线填充进预处理填料前驱体，氧化铁纳米线之间相互搭接呈网状结构，并且以预处理填料前驱体孔隙内壁附着的花球状mos2纳米材料作为连接结点，从而使得形成的网状结构可以稳定的存在于预处理填料前驱体的孔隙结构中。
14.s2厌氧氨氧化菌电改性
15.1)将赤泥研磨后，按照固液比为1:50-100，与水混合制成混合液，将该混合液搅拌后通入包括so2和co2的混合气体，待混合液ph值达到5-9时停止通入气体，得到电改性溶液；
16.2)将已驯化厌氧氨氧化污泥与人工配置进水a按照固液比为1:(2-10)的比例混合均匀，得到混合液，再按照混合液与电改性溶液的比例为1l:(0.1-10)ml，将电改性溶液加入到混合液中，搅拌10-30min，搅拌结束后以水力旋流器方式进行固液分离，分离后固体备用；
17.s3厌氧氨氧化菌富集
18.按照质量比1:(1-100)的比例，将步骤s1中制备的赤泥基陶瓷粒填料和步骤s2中制备的分离后固体经混合搅拌、离心后投加到反应器中，进行厌氧氨氧化菌负载，将人工配制进水b注入到反应器中，并控制反应器的运行参数，厌氧氨氧化菌富集过程开始。
19.更进一步，所述赤泥由氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化钛、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁按照质量比为1:(1-3):(0.5-1.5):(1-2):(1-1.5):(1-3):(1-2.5):(1-4)。
20.更进一步，所述造孔剂由粉煤灰、煤粉、木屑、钢渣、na2so4、mgso4按照质量比为1:(1-3):(0.1-0.5):(0.1-0.3):(0.1-0.5):(0.1-0.5)。
21.更进一步，所述成型剂由膨润土、聚乙烯醇、聚乙二醇按照质量比为1:(0.1-0.3):(0.1-0.3)。
22.更进一步，所述二水合钼酸钠、一水合柠檬酸以及硫脲的质量比为(1.69-8.45):(1.05-5.25):(2.28-11.43)。
23.更进一步，所述去离子水和peg-400的体积比为(3-8):1。
24.更进一步，所述超声浸渍处理的参数如下：超声波频率50-100khz，超声波功率150-240w，处理30-50min。
25.更进一步，所述氧化铁纳米线的制备方法如下：
26.按照质量体积比为(25-42):(300-500)g/ml，将油酸铁和油胺进行混合，得到混合液，在搅拌条件下，将得到的混合液加热至120-150℃，保温1-3h，除去体系中含有的水分，再加热至210-240℃，恒温反应10-15h，将得到的产物冷却至室温，加入等体积的丙酮，离心分离，得到的沉淀物在60-80℃真空干燥10-15h，即可得到氧化铁纳米线。
27.更进一步，所述混合气体中，so2的含量为0.1-70％。
28.更进一步，所述人工配置进水a，按照重量百分比计，由1-10％碳酸氢钠、1-10％亚硝酸钠、1-10％亚硫酸钠、70-97％去离子水组成。
29.更进一步，所述人工配置进水b，按照重量百分比计，由1-15％氨氮、1-10％亚氮、1-10％碳酸盐、65-97％去离子水组成，其中，碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾中至少一种。
30.更进一步，所述反应器的运行参数如下：ph为7.5-8.0，溶解氧0.2-0.5mg/l，控制进水nh4 -n与no2‑‑
n的比值为0.8-1.1。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
32.1.本发明中，经电改性后的厌氧氨氧化菌在静电吸引力作用的主导下，附着在赤泥基填料表面，附着之后由于填料表面的粗糙度、比表面积增大以及铁离子、钙离子、镁离子等的存在为后续厌氧氨氧化菌的富集提供生长条件，同时随着cr(ⅵ)的浸出促进厌氧氨氧化的氮去除效果，制备赤泥基陶瓷粒填料富集厌氧氨氧化菌，既解决了赤泥的应用，也为厌氧氨氧化菌的负载提供了新的可能性。
33.2.为了减少赤泥基陶瓷粒填料在高温焙烧过程中，出现多孔结构崩塌的现象，以及减少赤泥基陶瓷粒填料在负载厌氧氨氧化菌的过程中，出现厌氧氨氧化菌流失的现象，本发明中对赤泥基陶瓷粒填料的制备方法进行了特殊处理，通过将花球状mos2纳米材料以及氧化铁纳米线依次渗透进填料的孔隙中，花球状mos2纳米材料附着在填料孔隙的内壁上，起到连接结点的作用，后续的氧化铁纳米线以花球状mos2纳米材料作为连接结点，形成相互搭接的具有优良稳定性的网状结构，该网状结构可以起到支撑作用，可以避免填料在高温焙烧过程中，因各组分热膨胀系数不同造成的孔隙结构坍塌的现象出现，提高了填料的结构稳定性，从而使得填料具有高孔隙率，其显气孔率达到30％以上；同时，形成的网状结构为负载厌氧氨氧化菌提供了有利条件，一方面对厌氧氨氧化菌有很好的吸附作用，可以加快厌氧氨氧化菌负载在填料上，另一方面限制了厌氧氨氧化菌在富集过程中的流失，提高了填料对厌氧氨氧化菌的负载牢固度以及负载效率，从而有助于加快厌氧氨氧化菌的富集效率。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为基于赤泥基陶瓷粒填料的快速富集厌氧氨氧化菌的方法原理图；
36.图2为厌氧氨氧化富集反应器的示意图；
37.图3为普通陶瓷粒填料表面的扫描电镜图；
38.图4为本发明中的赤泥基陶瓷粒填料表面的扫描电镜图；
39.图5-1为rmga、rmga-fe填料富集厌氧氨氧化菌30d后的氮去除图；
40.图5-2为pu、pet、k3填料富集厌氧氨氧化菌30d后的氮去除图；
41.图2中:1、进水池；2、调节池；3、反应器；4、布水器；5、回流泵；6、第一流量计；7、第二流量计；8、进水泵；9、搅拌器；10、ph在线控制系统；11、酸液投加泵；12、陶瓷粒填料。
具体实施方式
42.以下通过特定的具体实例说明本发明专利的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明专利的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离发明专利的精神下进行各种修饰或改变。
43.须知，下列实施例和实验例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。
44.实施例1
45.一种快速富集厌氧氨氧化菌的方法，具体操作如下:
46.s1制备赤泥基陶瓷粒填料
47.1)按照重量百分比计，将87％的赤泥、8％造孔剂、5％的成型剂在40℃下混合，不断搅拌至泥状后制成5mm的球形颗粒，将制备好的颗粒放入瓷舟中，经80℃干燥12h后，将样品置于马弗炉中，在空气氛围下预热至50℃，进行预热保温20min，得到填料前驱体；
48.2)按照质量比为1.69:1.05:2.28，分别称取二水合钼酸钠、一水合柠檬酸以及硫脲，再按照体积比为3:1，分别量取去离子水和peg-400，将二者混匀后得到混合液，并按照二水合钼酸钠与混合液的质量体积比为1:15g/ml，将二水合钼酸钠和一水合柠檬酸分别溶于混合液中，搅拌30min，加入硫脲后继续搅拌5min，得到处理液，将填料前驱体完全浸没在处理液中，料水比为1:5，设置水温40℃，超声波频率50khz，超声波功率150w，处理30min，经5000r/min离心处理10min后转移至反应釜中，在200℃下反应6h，将产物用去离子水和无水乙醇反复冲洗后在50℃下烘干，再置于马弗炉中250℃退火1h，得到预处理填料前驱体；
49.3)按照质量体积比为25:300g/ml，将油酸铁和油胺进行混合，得到混合液，在搅拌条件下，将得到的混合液加热至120℃，保温1h，除去体系中含有的水分，再加热至210℃，恒温反应10h，将得到的产物冷却至室温，加入等体积的丙酮，离心分离，得到的沉淀物在60℃真空干燥10h，得到氧化铁纳米线；
50.4)将上述氧化铁纳米线与预处理填料前驱体放入容器中，控制氧化铁纳米线的用
量占预处理填料前驱体重量的1％，加入足量去离子水，先以600r/min机械搅拌1h，再用200w超声处理20min，待二者充分均匀混合后，对混合物进行抽滤，然后放入60℃烘箱中烘干，将干燥后的混合物再次放入马弗炉中，以1℃/min的速度焙烧至1000℃，保温50min，待冷却到室温，得到赤泥基陶瓷粒填料；
51.s2厌氧氨氧化菌电改性
52.1)将赤泥研磨后，按照固液比为1:50，与水混合制成混合液，将该混合液搅拌后通入包括so2和co2的混合气体，并且控制混合气体中，so2的含量为30％，待混合液ph值达到9时停止通入气体，得到电改性溶液；
53.2)按照重量百分比计，将5％碳酸氢钠、5％亚硝酸钠、3％亚硫酸钠、87％去离子水混匀，得到人工配置进水a，将已驯化厌氧氨氧化污泥与人工配置进水a按照固液比为1:5的比例混合均匀，得到混合液，再按照混合液与电改性溶液的比例为1l:3ml，将电改性溶液加入到混合液中，搅拌10min，搅拌结束后以水力旋流器方式进行固液分离，分离后固体备用；
54.s3厌氧氨氧化菌富集
55.按照重量百分比计，将5％氨氮、5％亚氮、5％碳酸纳、85％去离子水混匀，得到人工配置进水b，按照质量比1:10的比例，将步骤s1中制备的赤泥基陶瓷粒填料和步骤s2中制备的分离后固体经混合搅拌、离心后投加到反应器中，进行厌氧氨氧化菌负载，将人工配制进水b注入到反应器中，并控制反应器的运行参数，ph为7.5，溶解氧0.2mg/l，控制进水nh4 -n与no2‑‑
n的比值为0.8，厌氧氨氧化菌富集过程开始。
56.所述赤泥由氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化钛、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁按照质量比为1:1:0.5:1:1:2:2.5:3。
57.所述造孔剂由粉煤灰、煤粉、木屑、钢渣、na2so4、mgso4按照质量比为1:1.5:0.3:0.1:0.5:0.2。
58.所述成型剂由膨润土、聚乙烯醇、聚乙二醇按照质量比为1:0.3:0.1。
59.实施例2
60.一种快速富集厌氧氨氧化菌的方法，具体操作如下:
61.s1制备赤泥基陶瓷粒填料
62.1)按照重量百分比计，将80％的赤泥、10％造孔剂、10％的成型剂在70℃下混合，不断搅拌至泥状后制成10mm的球形颗粒，将制备好的颗粒放入瓷舟中，经100℃干燥15h后，将样品置于马弗炉中，在空气氛围下预热至300℃，进行预热保温50min，得到填料前驱体；
63.2)按照质量比为5.07:3.15:6.84，分别称取二水合钼酸钠、一水合柠檬酸以及硫脲，再按照体积比为5:1，分别量取去离子水和peg-400，将二者混匀后得到混合液，并按照二水合钼酸钠与混合液的质量体积比为1:20g/ml，将二水合钼酸钠和一水合柠檬酸分别溶于混合液中，搅拌50min，加入硫脲后继续搅拌20min，得到处理液，将填料前驱体完全浸没在处理液中，料水比为1:8，设置水温45℃，超声波频率80khz，超声波功率200w，处理40min，经8000r/min离心处理15min后转移至反应釜中，在230℃下反应8h，将产物用去离子水和无水乙醇反复冲洗后在65℃下烘干，再置于马弗炉中270℃退火2h，得到预处理填料前驱体；
64.3)按照质量体积比为32:400g/ml，将油酸铁和油胺进行混合，得到混合液，在搅拌条件下，将得到的混合液加热至135℃，保温2h，除去体系中含有的水分，再加热至230℃，恒温反应13h，将得到的产物冷却至室温，加入等体积的丙酮，离心分离，得到的沉淀物在70℃
真空干燥12h，得到氧化铁纳米线；
65.4)将上述氧化铁纳米线与预处理填料前驱体放入容器中，控制氧化铁纳米线的用量占预处理填料前驱体重量的3％，加入足量去离子水，先以800r/min机械搅拌2h，再用300w超声处理40min，待二者充分均匀混合后，对混合物进行抽滤，然后放入70℃烘箱中烘干，将干燥后的混合物再次放入马弗炉中，以3℃/min的速度焙烧至1100℃，保温80min，待冷却到室温，得到赤泥基陶瓷粒填料；
66.s2厌氧氨氧化菌电改性
67.1)将赤泥研磨后，按照固液比为1:70，与水混合制成混合液，将该混合液搅拌后通入包括so2和co2的混合气体，并且控制混合气体中，so2的含量为50％，待混合液ph值达到7时停止通入气体，得到电改性溶液；
68.2)按照重量百分比计，将8％碳酸氢钠、8％亚硝酸钠、5％亚硫酸钠、79％去离子水混匀，得到人工配置进水a，将已驯化厌氧氨氧化污泥与人工配置进水a按照固液比为1:7的比例混合均匀，得到混合液，再按照混合液与电改性溶液的比例为1l:5ml，将电改性溶液加入到混合液中，搅拌20min，搅拌结束后以水力旋流器方式进行固液分离，分离后固体备用；
69.s3厌氧氨氧化菌富集
70.按照重量百分比计，将12％氨氮、6％亚氮、5％碳酸盐、77％去离子水混匀，得到人工配置进水b，按照质量比1:60的比例，将步骤s1中制备的赤泥基陶瓷粒填料和步骤s2中制备的分离后固体经混合搅拌、离心后投加到反应器中，进行厌氧氨氧化菌负载，将人工配制进水b注入到反应器中，并控制反应器的运行参数，ph为7.5，溶解氧0.3mg/l，控制进水nh4 -n与no2‑‑
n的比值为1.0，厌氧氨氧化菌富集过程开始。
71.所述赤泥由氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化钛、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁按照质量比为1:1.8:0.9:1.2:1.4:2.7:1.8:3.2。
72.所述造孔剂由粉煤灰、煤粉、木屑、钢渣、na2so4、mgso4按照质量比为1:2.3:0.4:0.2:0.15:0.5。
73.所述成型剂由膨润土、聚乙烯醇、聚乙二醇按照质量比为1:0.1:0.1。
74.实施例3
75.一种快速富集厌氧氨氧化菌的方法，具体操作如下:
76.s1制备赤泥基陶瓷粒填料
77.1)按照重量百分比计，将90％的赤泥、8％造孔剂、2％的成型剂在90℃下混合，不断搅拌至泥状后制成15mm的球形颗粒，将制备好的颗粒放入瓷舟中，经110℃干燥15h后，将样品置于马弗炉中，在空气氛围下预热至500℃，进行预热保温60min，得到填料前驱体；
78.2)按照质量比为18.45:5.25:11.43，分别称取二水合钼酸钠、一水合柠檬酸以及硫脲，再按照体积比为8:1，分别量取去离子水和peg-400，将二者混匀后得到混合液，并按照二水合钼酸钠与混合液的质量体积比为1:20g/ml，将二水合钼酸钠和一水合柠檬酸分别溶于混合液中，搅拌60min，加入硫脲后继续搅拌30min，得到处理液，将填料前驱体完全浸没在处理液中，料水比为1:10，设置水温50℃，超声波频率100khz，超声波功率240w，处理50min，经10000r/min离心处理20min后转移至反应釜中，在260℃下反应10h，将产物用去离子水和无水乙醇反复冲洗后在80℃下烘干，再置于马弗炉中280℃退火3h，得到预处理填料前驱体；
79.3)按照质量体积比为42:500g/ml，将油酸铁和油胺进行混合，得到混合液，在搅拌条件下，将得到的混合液加热至150℃，保温3h，除去体系中含有的水分，再加热至240℃，恒温反应15h，将得到的产物冷却至室温，加入等体积的丙酮，离心分离，得到的沉淀物在80℃真空干燥15h，得到氧化铁纳米线；
80.4)将上述氧化铁纳米线与预处理填料前驱体放入容器中，控制氧化铁纳米线的用量占预处理填料前驱体重量的5％，加入足量去离子水，先以1000r/min机械搅拌3h，再用500w超声处理50min，待二者充分均匀混合后，对混合物进行抽滤，然后放入80℃烘箱中烘干，将干燥后的混合物再次放入马弗炉中，以5℃/min的速度焙烧至1200℃，保温100min，待冷却到室温，得到赤泥基陶瓷粒填料；
81.s2厌氧氨氧化菌电改性
82.1)将赤泥研磨后，按照固液比为1:100，与水混合制成混合液，将该混合液搅拌后通入包括so2和co2的混合气体，并且控制混合气体中，so2的含量为70％，待混合液ph值达到5时停止通入气体，得到电改性溶液；
83.2)按照重量百分比计，将10％碳酸氢钠、10％亚硝酸钠、10％亚硫酸钠、70％去离子水混匀，得到人工配置进水a，将已驯化厌氧氨氧化污泥与人工配置进水a按照固液比为1:10的比例混合均匀，得到混合液，再按照混合液与电改性溶液的比例为1l:10ml，将电改性溶液加入到混合液中，搅拌30min，搅拌结束后以水力旋流器方式进行固液分离，分离后固体备用；
84.s3厌氧氨氧化菌富集
85.按照重量百分比计，将15％氨氮、10％亚氮、10％碳酸盐、65％去离子水混匀，得到人工配置进水b，按照质量比1:100的比例，将步骤s1中制备的赤泥基陶瓷粒填料和步骤s2中制备的分离后固体经混合搅拌、离心后投加到反应器中，进行厌氧氨氧化菌负载，将人工配制进水b注入到反应器中，并控制反应器的运行参数，ph为8.0，溶解氧0.5mg/l，控制进水nh4 -n与no2‑‑
n的比值为1.1，厌氧氨氧化菌富集过程开始。
86.所述赤泥由氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化钛、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁按照质量比为1:3:1.5:2:1.5:3:2.5:4。
87.所述造孔剂由粉煤灰、煤粉、木屑、钢渣、na2so4、mgso4按照质量比为1:3:0.5:0.3:0.5:0.5。
88.所述成型剂由膨润土、聚乙烯醇、聚乙二醇按照质量比为1:0.3:0.3。
89.实施例4
90.参见图2，本发明提供的一种实施例，一种快速富集厌氧氨氧化菌的富集反应器，主要包括进水池1、调节池2、反应器3、搅拌器9和ph在线自动控制系统10，进水池1通过进水泵8连接至反应器3顶部，反应器3顶部设置布水器4，第二流量计7用于控制从进水池1进入反应器3的进水量，调节池2与反应器3经回流泵5连接，使调节池内液体经回流泵5进入反应器3内，并通过第一流量计6控制回流量；
91.反应器3内投加赤泥基陶粒填料，用于富集厌氧氨氧化污泥，搅拌器9设置在调节池2内部，用于混匀调节池2中的液相组分，ph在线自动控制系统10设置于调节池2外部，包括ph在线分析测定仪，ph值探头、酸液桶和酸液投加泵11，当ph值探头探测到调节池2中液体ph值高于所设定的范围时，ph在线分析测定仪则将酸液投加泵11开启，直至ph值降至设
定范围7.5-8.0，则酸液投加泵11停止加酸；本系统整个装置外用不透光保温棉包裹避光，防止光线对厌氧氨氧化菌的负面影响。
92.测试实验
93.实验例1
94.以广西壮族自治区桂林市雁山区桂林理工大学污水处理站已驯化厌氧氨氧化污泥作为主要接种对象，反应器内含氮废水由人工配制，具体如表1所示:
95.表1进水水质情况
[0096][0097]
厌氧氨氧化富集反应器(附图2)体积为15m3，在不外加控温设施的条件下启动运行，但反应器外用不透光保温棉包裹避光，防止光线对厌氧氨氧化菌的负面影响；通过在线监测仪调节ph至7.5-8.0范围内(稀h2so4，0.1mol/l)，调节池中do在0.8-1.2mg/l之间，厌氧氨氧化反应器的do在0.2-0.5mg/l之间，设置hrt为24h，采用连续流，控制进水nh
4 -n与no
2-‑
n的比值为1左右，投加体积比30％的荷正电赤泥基陶瓷粒填料于反应器中；通过宏基因组全基因测序分析反应系统中微生物的群落结构结果可知反应器形成了以candidatus kuenenia、candidatus brocadia为主的anaob群落；其中candidatus kuenenia和candidatus brocadia丰度分别为8.77-10.93％和2.47-14.14％都是污水厂中常见的anaob，其中candidatus kuenenia对candidatus brocadia菌属的比例越高，越有利于anaob的颗粒化形成，而且no
2-‑
n负荷最高提升至0.864kg-n/m3/d，tn负荷最高提升至1.280kg-n/m3/d，no
2-‑
n去除率稳定在95％左右，说明该反应器成功富集了厌氧氨氧化菌。
[0098]
实验例2
[0099]
为了验证赤泥基陶瓷粒填料富集厌氧氨氧化菌实验结果，本实验采用等比例缩小至150ml血清瓶开展小试实验，实验初始的nh
4 -n:no
2-‑
n约为1:1，填料和合成废水以1:10的比例投加，所投加的填料为富集厌氧氨氧化菌30d后的聚氨酯海绵(pu)、聚乙烯k3填料(k3)、聚氨酯纤维球(pet)、普通陶瓷粒填料记为rmga和本发明实施例2中的赤泥基陶瓷粒填料记为rmga-fe，实验结果表明(见附图5-1和5-2)，pu的nh
4 -n和no
2-‑
n平均去除速率分别为0.31和0.38mg/l/h，δno
2-‑
n/δnh
4 -n值为1.22；k3的nh
4 -n和no
2-‑
n平均去除速率分别为0.54和0.70mg/l/h，δno
2-‑
n/δnh
4 -n值为1.29；pet的nh
4 -n和no
2-‑
n平均去除速率分别为0.36和0.43mg/l/h，δno
2-‑
n/δnh
4 -n值为1.19；rmga填料的nh
4 -n和no
2-‑
n平均去除速率分别为0.89和0.75mg/l/h，δno
2-‑
n/δnh
4 -n值为0.84；rmga-fe填料的nh
4 -n和no
2-‑n平均去除速率分别为1.75和1.66mg/l/h，δno
2-‑
n/δnh
4 -n值为0.95；由上可知，rmga-fe的氮平均去除速率是rmga的氮平均去除率的约2.1倍，分别是pu、k3和pet的氮平均去除率的5.0、2.8和4.4倍，由此可见，本发明中的赤泥基陶瓷粒填料较市售填料均有明显的氮去除效果，并且表面铁离子、ca
2
、mg
2
等离子对anaob团聚机制产生正影响，这为赤泥基陶瓷粒填料未来的市场化应用奠定了基础。
[0100]
其中，普通陶瓷粒填料的制备方法如下：
[0101]
将80％的赤泥、10％木屑、5％的膨润土和5％聚乙烯醇溶液混合在50℃下混合，不断搅拌至泥状后经手工制成10mm的球形颗粒，将制备好的颗粒放入瓷舟中，经100℃干燥12h后，将样品置于马弗炉中在空气氛围下预热至300℃进行预热保温50min，以3℃/min的速度焙烧至1100℃，保温80min，待陶瓷粒冷却到室温，将样品取出，得到普通陶瓷粒填料。
[0102]
实验例3
[0103]
本发明方法:选用实施例1提供的赤泥基陶瓷粒填料以及分离固体作为试样；
[0104]
常规方法:选用荷正电赤泥基陶瓷粒填料以及已驯化厌氧氨氧化污泥作为式样，
[0105]
其中，荷正电赤泥基陶瓷粒填料的制备方法如下：
[0106]
将高价态金属可溶性盐溶液加入烧杯，控制溶液中金属离子的摩尔浓度为2mol/l，在80℃的条件下加入实施例1中的赤泥基陶瓷粒填料进行反应5h，反应结束后取出改性后的陶瓷粒填料，清洗至溶液澄清，在80℃下烘干10h，烘干的改性陶瓷粒填料放入马弗炉中在以3℃/min的速度加热至600℃，保温3h，冷却至室温取出即可。
[0107]
为了验证赤泥基陶瓷粒填料富集厌氧氨氧化菌的富集效果率，本实验采用本发明方法和常规方法进行厌氧氨氧化菌负载，具体操作如下:分别选用本发明发明和常规方法中的试样，按照填料0.1l和污泥固体1l的配比进行厌氧氨氧化菌负载，通过控制反应器的运行参数，实现厌氧氨氧化菌的快速富集；厌氧氨氧化富集反应器(附图2)体积为5l，在不外加控温设施的条件下启动运行，但反应器外用不透光保温棉包裹避光，防止光线对厌氧氨氧化菌的负面影响；通过在线监测仪调节ph至7.5-8.0范围内(稀h2so4，0.1mol/l)，调节池中do在0.8-1.2mg/l之间，厌氧氨氧化反应器的do在0.2-0.5mg/l之间，设置hrt为24h，采用连续流，控制进水nh
4 -n与no
2-‑
n的比值为1左右，投加体积比30％的荷正电赤泥基陶瓷粒填料于反应器中；得到的实验数据如下：
[0108]
数据对比
[0109][0110]
通过与常规填料富集方法对比，本发明中富集时间缩短了67％、20天富集厌氧氨氧化菌量提高了2-4倍，表明本发明有效提高厌氧氨氧化菌的富集效率和富集量，具有极佳的实际应用价值。
[0111]
以上所述仅为本发明的实施例和实验例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。