本發(fā)明屬于廢水生物處理領域，涉及一種厭氧氮氧化菌的貯存和再次利用的方法。

背景技術：

厭氧氨氧化工藝自1995年被發(fā)現以來，已經被公認為是一種新型的高效低耗的生物脫氮技術。由于厭氧氮氧化菌能夠以無機的CO₃^-作為唯一碳源進行生長代謝，無需有機碳源；無需供氧；其氨氧化速率是好氧硝化菌的25倍；所能達到的總氮去除負荷是傳統硝化反硝化工藝的數十倍；污泥產率極低。上述優(yōu)良的工藝特性使厭氧氨氧化技術在生物脫氮領域突顯其經濟性，且對低碳氮比的含氨廢水有天然的適應性以及高效的脫氮能力，使其在研究及工業(yè)應用領域展現出強大的生命力。

厭氧氨氧化菌倍增時間長，生長非常緩慢，生長速率0.0027h^-1，倍增時間10.6d，產率系數為0.07g蛋白質/gNH₄⁺-N。各國研究者對于厭氧氨氧化菌的生長因子做了深入研究，其適宜溫度為30～40℃，pH為6.7～8.3，溶解氧的耐受量為0.5％，對亞硝酸的耐受濃度為7mmol/L。厭氧氨氧化菌在自然狀態(tài)下極低的豐度，增長的緩慢性以及對環(huán)境條件的敏感性增加了其富集培養(yǎng)和工業(yè)化應用的難度。

研究表明，在厭氧氨化氧化工藝啟動運行時，增大前期接種厭氧氨氧化污泥量或增加后期厭氧氨氧化菌種的添加頻率可克服厭氧氨氧化工藝的應用困難。富集培養(yǎng)并有效保藏厭氧氨氧化菌種是解決其應用匱乏的有效措施。常見的菌種保存方法有液體石蠟法、液氮法、冷藏法、冷凍法及凝膠包埋法等。這些技術雖然能在某種程度上有保留細菌活性的效果，但能否直接應用于厭氧氨氧化菌的保存過程需要積累相當的實驗數據給予支持。而且由于厭氧氨氧化菌對溫度變化以及基質濃度的高低都非常敏感，因此選擇合適的保存條件及環(huán)境因素至關重要。菌體活性會隨著保存時間的延長先下降后趨于穩(wěn)定，若保存時間較短時，采用常溫保存法既不會對菌體活性變化產生影響，又能節(jié)省成本；當保存時間較長時，低溫的選取也需盡可能地減少活性受抑制程度，同時考慮成本的節(jié)約。

菌種經過一定時間的保藏之后的恢復活性一方面與其保藏條件和環(huán)境因素有關，另一方面也與恢復活性的方式和過程直接相關。尤其是在非常溫條件下的菌種保藏，需要考慮菌種對于環(huán)境溫度聚變的適應性。

技術實現要素：

本發(fā)明提供了一種符合實際工業(yè)應用的對厭氧氨氧化菌的貯存和再次利用的方法。它能夠較為簡便的實現工業(yè)化應用中的常規(guī)環(huán)境因素和技術條件下對狀態(tài)適宜的厭氧氨氧化菌進行選取、有效貯存，并進行較為迅速、可靠的菌種恢復活性，以實現厭氧氨氧化菌種的再次利用。整個操作過程所需的控制性因素較少，控制條件較為簡單且均為易于實現的常規(guī)工業(yè)化條件，貯存及恢復活性效果穩(wěn)定可靠。本發(fā)明主要面向厭氧氨氧化菌種的工業(yè)化貯存和銷售過程，同時可以有效的實現工業(yè)化應用的接種污泥及啟動反應器。

本發(fā)明所采用的工業(yè)化厭氧氨氧化菌的貯存和再次利用的方法如下：

1、厭氧氨氧化菌種的選取

厭氧氨氧化菌種在貯存過程中，需要長時間處于在較低溫度和基質環(huán)境條件中，以維持較低代謝活性。因此為了能抵御較為惡劣的生存環(huán)境，需要對適宜長時間貯存的厭氧氨氧化菌種進行篩選。

1.1、從正常運行的厭氧氨氧化流化床反應器或升流式厭氧污泥床反應器的上、中、下三部分分別取出厭氧氨氧化污泥，分別置于中轉容器中自然沉淀30分種，采用虹吸法排出容器中的上清液，容器底部得到沉淀后的厭氧氨氧化污泥。

1.2、將步驟1.1中分別得到的反應器三個部位的污泥按照2∶5∶3的容積比進行均勻混合，混合過程采用高純氬氣穿孔管曝氣的方式進行攪拌。

1.3、測定步驟1.2得到的混合厭氧氨氧化菌種的最大厭氧氨氧化活性，即單位質量的厭氧氨氧化菌種在單次進水條件下的總氮去除速率。采用恒溫批式反應器進行活性測量。最大厭氧氨氧化活性大于0.15kgTN/kgVSS.d的厭氧氨氧化菌種適宜進行貯存。

2、厭氧氨氧化菌種的貯存

2.1、將符合貯存要求的厭氧氨氧化菌種，靜置于厭氧氨氧化菌種貯存容器中自然沉淀30分鐘，采用虹吸法排出容器中的上清液，容器底部得到沉淀后的厭氧氨氧化菌種。

2.2、配置不含基質的無氧水，其組成包括營養(yǎng)鹽溶液、無機鹽溶液和自來水；每升不含基質的配水中需加入營養(yǎng)鹽溶液5mL和無機鹽溶液5ml；營養(yǎng)鹽溶液組成為：NaH₂PO₄ 3～5g/L、CaCl₂ 25～30g/L；無機鹽溶液組成：FeSO₄.7H₂O 1～2g/L、NH₄Mo₇O₂₄·4H₂O 0.03～0.05g/L、CuSO₄·5H₂O 0.04～0.06g/L、ZnSO₄·6H₂O 0.05～0.10g/L、MnSO₄ 0.15～0.25g/L、CoCl₂·6H₂O 0.04～0.06g/L、EDTA 3～5g/L；按上述要求配置好的不含基質的配水，采用微孔曝氣管充入高純的氬氣10～30分鐘，測定水中溶解氧濃度小于0.2mg/L后停止充氬氣，即得到不含基質的無氧水。

2.3、將步驟2.1中得到厭氧氨氧化菌種，用步驟2.2中的不含基質的無氧水淘洗，之后進行30分鐘自然沉淀，采用虹吸法排出上清液。此淘洗過程共進行3次，以去除厭氧氨氧化菌種自身所帶的基質及其他物質。

2.4、將步驟2.3中得到的淘洗干凈的厭氧氨氧化菌種放置于菌種貯存容器中，厭氧氨氧化菌種在菌種貯存容器中的體積占菌種貯存容器容積的40％～50％。之后在菌種貯存容器中加入步驟2.2的不含基質的無氧水到菌種貯存容器容積的80％，再加入碳酸氫銨濃液1.0g/L和亞硝酸鈉濃液1.0g/L，分別向菌種貯存液中提供氨氮和亞硝酸鹽氮。

所加入的碳酸氫銨濃液和亞硝酸鈉濃液的體積按不同的貯存期限進行選擇。短期貯存在1～30天時，加入的碳酸氫銨濃液和亞硝酸鈉濃液的量應使菌種貯存容器內的基質濃度分別達到氨氮5mmol/L，亞硝酸鹽氮5mmol/L。

長期貯存31～120天時，加入的碳酸氫銨濃液和亞硝酸鈉濃液的量應使菌種貯存容器內的基質濃度分別達到氨氮10mmol/L，亞硝酸鹽氮10mmol/L。

加入菌種和基質的菌種貯存容器再充入10分鐘的高純氬氣，保證菌種貯存容器內溶解氧濃度低于0.2mg/L。之后，在充入高純氬氣的同時向菌種貯存容器中添加不含基質的無氧水至菌種貯存容器總容積的90％，之后蓋上法蘭密封蓋密封。

2.5、向步驟2.4中得到的菌種貯存容器中繼續(xù)充入高純氬氣，使容器中的壓力達到0.2～0.25MPa。充氬氣的過程應平穩(wěn)、緩慢，控制瓶內壓力升高速度在0.01MPa～0.02MP/min的范圍內。之后關閉進氣閥門，并檢查菌種貯存容器密封情況，確保菌種貯存容器密封性能完好。

2.6、根據不同的貯存期限選擇相應的貯存溫度，

在進行1～30天的短期厭氧氨氧化菌貯存時，采用的溫度條件為20±4℃的室溫環(huán)境。

在進行31～120天的長期厭氧氨氧化菌貯存時，采用恒溫室或冷庫，保持溫度條件為4±1℃。

2.7、在貯存期間，菌種貯存容器應處于避光環(huán)境中。每日檢查菌種貯存容器內的密封情況，通過充入少量氬氣或開啟泄壓閥，保證瓶內壓力在0.2MPa～0.25MPa之間。

3、貯存后厭氧氨氧化菌種的活性恢復

3.1將擬進行菌種再次利用的厭氧氨氧化菌種貯存容器進行緩慢減壓至常壓，壓力降低速度控制在0.005MPa～0.01MPa/min。

3.2減壓后的菌種貯存容器放置恒溫室中，進行升溫操作。升溫過程采用通入可控溫度的高純氬氣進行攪拌升溫，升溫的速度為1～2℃/h。

20±4℃條件貯存的菌種升溫至30℃，靜置4～6h。

4±1℃條件貯存的菌種應進行階梯升溫操作，首先升溫至20℃，停止升溫及攪拌并維持20℃條件靜置4～6h；再繼續(xù)升溫至30℃，靜置4～6h。

3.3升溫后的菌種采用不含基質的無氧水進行淘洗，氬氣攪拌10min，靜置1～2h后，采用虹吸法排除上清液。淘洗共進行2次，以去除菌種表面的殘留基質、代謝產物及死亡解體的菌體。

3.4由步驟3.3得到的厭氧氨氧化菌種既可投入厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置，所述厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置可采用厭氧流化床、升流式厭氧污泥床、序批式厭氧反應器等多種形式。同時對厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置的出水進行重力沉淀分離，沉淀池的水力停留時間為6～8小時，以截留長期貯存后結構較為松散的厭氧氨氧化菌種。沉淀池污泥每日人工投加到厭氧氨氧化菌種活性反應器中，以增加菌種的可再利用量。

3.5厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置的主要控制條件為：溫度32～35℃，pH＝7.0～8.5，溶解氧小于0.2mg/L。厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置進水基質濃度為氨氮5mmol/L，亞硝酸鹽氮5mmol/L，采用人工配制的模擬廢水，其組成包括營養(yǎng)鹽溶液、無機鹽溶液和自來水；每升不含基質的配水中需加入營養(yǎng)鹽溶液5mL和無機鹽溶液5ml；營養(yǎng)鹽溶液組成為：NaH₂PO₄ 3～5g/L、CaCl₂ 25～30g/L；無機鹽溶液組成：FeSO₄.7H₂O 1～2g/L、NH₄Mo₇O₂₄·4H₂O 0.03～0.05g/L、CuSO₄·5H₂O 0.04～0.06g/L、ZnSO₄·6H₂O 0.05～0.10g/L、MnSO₄0.15～0.25g/L、CoCl₂·6H₂O 0.04～0.06g/L、EDTA 3～5g/L；按上述要求配置好的不含基質的配水，采用微孔曝氣管充入高純的氬氣10～30分鐘，測定水中溶解氧濃度小于0.2mg/L后停止充氬氣，即得到不含基質的無氧水。反應器的水力停留時間為24h，出水回流比為50％～100％。逐漸提高厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置的進水基質濃度，以3～5天為一個階段，按照每階段提高氨氮2mmol/L和亞硝酸鹽氮2mmol/L的速度進行。當基質濃度達到氨氮15mmol/L和亞硝酸鹽氮15mmol/L時，停止提高基質濃度，并逐漸加大進水量、縮短水力停留時間，逐漸增加厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置的運行負荷。水力停留時間按照24h、18h、12h、8h、4h的階梯進行縮短，每階梯維持運行3～5天。

3.6厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置的進水總氮容積負荷達到2.0～2.5kgTN/m³d，總氮去除率達到80％，總氮去除效率達到1.5～2.0kgTN/m³d時，貯存后的厭氧氨氧化菌種的恢復活性工作完成，可以進行實際工業(yè)廢水的處理運行。

4.本發(fā)明所采用的工業(yè)化厭氧氨氧化菌的貯存和再次利用的方法，適合于中等規(guī)模以上的菌種貯存和再利用場合。菌種的貯存以及恢復活性再次利用過程，采用批次式的方法進行，每批次貯存的菌種最少為1m³，折合成菌種干質量為20kgVSS，貯存后經過恢復活性，保保證再次利用的菌種干質量為16kgVSS以上。

本發(fā)明通過對厭氧氨氧化菌種進行適宜性的篩選，選配出適合進行長期貯存的菌種；在貯存過程中通過控制不同的溫度條件、基質濃度條件以及壓力等環(huán)境因素，實現了不同貯存期限下所適用的貯存條件的優(yōu)化選擇，以利于厭氧氨氧化菌種分別在短期及長期貯存之后的恢復活性效能的最優(yōu)化。同時對貯存后菌種的恢復活性的方式進行優(yōu)化，使菌種的活性可以迅速的恢復，滿足工業(yè)化處理裝置的接種、運行要求。試驗研究表明，該貯存方法對于優(yōu)選的厭氧氨氧化菌有良好的適應性，在1～120天的貯存期間，活性保留率可以達到60％～80％，經過恢復后的菌種在反應器的運行效能可以迅速達到2.0kgTN/m³d的總氮去除效率。解決了厭氧氨氧化菌在長距離運輸、厭氧氨氧化工藝的長時間啟動等過程中對于高活性菌種的需求。

本發(fā)明的有益效果為：可根據擬貯存的期限的不同，有針對性的選擇適宜進行貯存厭氧氨氧化菌種，并通過控制貯存過程中的溫度、基質濃度及壓力等環(huán)境條件，從而實現菌種的高活性貯存。在短期貯存1～30天時，本方法可以實現厭氧氨氧化菌的活性保留率為81.82％；在長期貯存31～120天時，可以實現厭氧氨氧化菌的活性保留率為57.10％～63.05％。通過不同期限的貯存方法，可以實現厭氧氨氧化菌的長距離運輸、厭氧氨氧化反應器間斷運行后的再啟動等過程對于短期高活性貯存的需求，也可實現厭氧氨氧化反應器初次啟動的較長時間約3～4個月下對于中長期菌種貯存的需求。本發(fā)明所采用的溫度、基質、微量元素、氬氣充氣等操作因子均為常規(guī)工藝控制條件，在工業(yè)化應用中的操作較為簡便，費用低廉，具有很高的應用價值。

附圖說明

圖1表示厭氧氨氧化菌種貯存容器的示意圖

圖2表示厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置示意圖

具體實施方式

實施例1：

本實施例中的厭氧氨氧化菌種貯存容器如圖1所示。菌種貯存容器1為圓柱型不銹鋼罐，有效容積1000L。菌種貯存容器1的頂部設置有法蘭加料口2、底部設置有法蘭缷料口4。菌種貯存容器1的罐體設置有板框視鏡3，可以觀察罐內液位及泥位。菌種貯存容器1內底部設置有環(huán)型的微孔曝氣管5，通過進氣管道6與高純氬氣氣源9相連接，進氣管道6上設置進氣球閥7及氣體升溫裝置8。菌種貯存容器1的中部設置有排水管12，其上設置排水球閥13。在排水管12上設置了真空抽氣系統，包括負壓緩沖罐14、真空表16、真空泵18以及排水閥門15和排氣閥門17。由真空泵18抽負壓緩沖罐14中的空氣，產生負壓，以便于在排水管12中形成虹吸排水。菌種貯存容器1的頂部設置了壓力表19，溫度計20，表征容器內的工作狀態(tài)。菌種貯存容器1的頂部還設置了安全閥10和排氣閥11，保證菌種貯存容器1內的壓力在設定的范圍之內。

本實施例中的厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置如圖2所示，厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21為圓柱型不銹鋼密封罐，有效容積2000L。罐體外為加溫及保溫層23，設置板框觀察鏡33，液位計25及液位計閥門24。罐體內設置機械攪拌槳22，由變頻攪拌電機30驅動。反應器配套設置投料口29，進水口31，排水口27，氬氣進口34，排氣口32，缷料口35及檢修口28。厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21按序批式反應器方式運行。

本實施例的具體步驟如下：

(1)將需要貯存的厭氧氨氧化菌自運行良好的厭氧氨氧化流化床反應器中取出。將自反應器上、中、下三部分分別取出的厭氧氨氧化污泥，分別置于中轉容器中自然沉淀30分鐘，采用虹吸法排出容器中的上清液。再將這三種厭氧氨氧化污泥按照2∶5∶3的容積比例分別加入到厭氧氨氧化菌種貯存容器1中。

(2)配置不含基質的無氧水，其組成為：營養(yǎng)鹽溶液、無機鹽溶液和自來水；每升不含基質的配水中需加入營養(yǎng)鹽溶液5mL和無機鹽溶液5ml；營養(yǎng)鹽溶液組成為：NaH₂PO₄ 3～5g/L、CaCl₂ 25～30g/L；無機鹽溶液組成：FeSO₄.7H₂O 1～2g/L、NH₄Mo₇O₂₄·4H₂O 0.03～0.05g/L、CuSO₄·5H₂O 0.04～0.06g/L、ZnSO₄·6H₂O 0.05～0.10g/L、MnSO₄ 0.15～0.25g/L、CoCl₂·6H₂O 0.04～0.06g/L、EDTA 3～5g/L；按上述要求配置好的不含基質的配水，采用微孔曝氣管充入高純的氬氣10～30分鐘，測定水中溶解氧濃度小于0.2mg/L后停止充氬氣，即得到不含基質的無氧水。

(3)將步驟(1)中得到厭氧氨氧化菌種，用步驟(2)中的不含基質的無氧水在菌種貯存容器1中淘洗，之后進行30分鐘自然沉淀，采用虹吸法自排水管12中排出菌種貯存容器1中的上清液。具體排水方法為：先關閉排水球閥13和排水閥門15，打開排氣閥門17，開啟真空泵18，當真空表16的負壓值達到20～30KPa時，關閉真空泵18和排氣閥門17，之后再依次開啟排水球閥13和排水閥門15，使排水管道開始排除菌種貯存容器1內上清液，并通過調節(jié)排水閥門15來控制排水的速度。

當菌種貯存容器1內的上清液排除后，自加料口2再加入不含基質的無氧水進行淘洗。此淘洗過程共進行3次，以去除厭氧氨氧化菌種自身所帶的基質及其他物質。

(4)在菌種貯存容器1中加入步驟(2)的不含基質的無氧水到菌種貯存容器1容積的80％，根據擬貯存的期限選擇加入菌種貯存容器1中的基質的量。當貯存期限在1～30天的短期貯存時，加入的碳酸氫銨濃液和亞硝酸鈉濃液的量應使菌種貯存容器1內的基質濃度分別達到氨氮5mmol/L，亞硝酸鹽氮5mmol/L。開啟進氣管道6的進氣球閥7，使高純氬氣經微孔曝氣管5均勻的充入到菌種貯存容器1中的混合液中，充氣10分鐘，保證菌種貯存容器內溶解氧濃度低于0.2mg/L。之后，在充入高純氬氣的同時向菌種貯存容器1中添加不含基質的無氧水至菌種貯存容器總容積的90％，之后蓋上進料口2的法蘭密封蓋。

(5)開啟進氣球閥7，向步驟(4)中密封好的貯存容器1中充入高純氬氣，控制瓶內壓力升高速度在0.01MPa～0.02MP/min，最終菌種貯存容器1內壓力達到0.2～0.25MPa。關閉進氣球閥7，并檢查菌種貯存容器1的密封情況。

(6)根據擬貯存的期限選擇貯存溫度。在進行1～30天的短期厭氧氨氧化菌貯存時，采用的溫度條件為20±4℃的室溫環(huán)境。

(7)貯存后的厭氧氨氧化菌種的恢復活性：將菌種貯存容器1內的壓力緩慢減壓至常壓，控制減壓速度0.005MPa～0.01MPa/min。減壓后的菌種貯存容器1通入高純氬氣進行攪拌升溫，開啟升溫裝置8為高純氬氣提供熱量。升溫速率為1～2℃/h，最終將溫度控制在30℃左右，靜置4～6h。升溫后的菌種采用不含基質的無氧水進行淘洗，氬氣攪拌10min，靜置1～2h后，采用虹吸法排除上清液。淘洗共進行2次，以去除菌種表面的殘留基質、代謝產物及死亡解體的菌體。自菌種貯存容器1底部的缷料口處可取出待恢復活性的厭氧氨氧化菌種。

(8)將待恢復活性的厭氧氨氧化菌種投入到如圖2所示的厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21中進行活性的快速恢復。菌種自投料孔29加入厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21內，人工配制的模擬廢水自進水口31加入，液位控制在罐體有效高度的80％的位置。厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21按序批式方式運行，以最大限度的增加菌種在厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21內的持久性。運行過程中關閉投料口29，進水口31，開啟排氣口32，自氬氣進口34通入高純氬氣20～30分鐘，以保證反應器內的厭氧狀態(tài)，同時開啟機械攪拌槳22。反應達到設定的時間后，停止機械攪拌槳22保持靜沉1h，自排水口27排出上清液，完成一個反應周期。隨后可以進行下一個周期的運行。

恢復活性過程中的厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置主要控制條件為：溫度32～35℃，pH＝7.0～8.5，溶解氧小于0.2mg/L。反應器進水基質濃度為氨氮5mmol/L，亞硝酸鹽氮5mmol/L，采用人工配制的模擬廢水(其中的營養(yǎng)成分及微量元素見菌種貯存小節(jié)中的步驟2)。首先控制反應器的水力停留時間為24h，出水回流比為50％～100％，逐漸提高厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置的進水基質濃度，以3天為一個階段，按照每階段提高氨氮2mmol/L和亞硝酸鹽氮2mmol/L的速度進行。當基質濃度達到氨氮15mmol/L和亞硝酸鹽氮15mmol/L時，停止提高基質濃度。隨后逐漸縮短水力停留時間，逐漸增加反應器的運行負荷。水力停留時間按照24h、18h、12h、8h、4h的階梯進行縮短，每階梯維持運行3天。

厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置的進水總氮容積負荷達到2.0～2.5kgTN/m³d，總氮去除率達到80％，總氮去除效率達到1.5～2.0kgTN/m³d時，貯存后的厭氧氨氧化菌種的恢復活性工作完成，可以進行實際工業(yè)廢水的處理運行。

本實施例中對4份厭氧氨氧化菌種貯存前后的厭氧氨氧化比活性進行分別測定，得到每份樣品的厭氧氨氧化活性保留率。在20±4℃的室溫環(huán)境下貯存30天的菌種的平均活性保留率為81.82％，投入到厭氧氨氧化反應器中可以迅速的恢復活性。

實施例2：

本實施例中的厭氧氨氧化菌種貯存容器如圖1所示。菌種貯存容器1為圓柱型耐壓玻璃鋼罐，有效容積1000L。菌種貯存容器1的頂部設置有法蘭加料口2、底部設置有法蘭缷料口4。菌種貯存容器1的罐體設置有板框視鏡3，可以觀察罐內液位及泥位。菌種貯存容器1內底部設置有環(huán)型的微孔曝氣管5，通過進氣管道6與高純氬氣氣源9相連接，進氣管道6上設置進氣球閥7及氣體升溫裝置8。菌種貯存容器1的中部設置有排水管12，其上設置排水球閥13。在排水管12上設置了真空抽氣系統，包括負壓緩沖罐14、真空表16、真空泵18以及排水閥門15和排氣閥門17。由真空泵18抽負壓緩沖罐14中的空氣，產生負壓，以便于在排水管12中形成虹吸排水。菌種貯存容器1的頂部設置了壓力表19，溫度計20，表征容器內的工作狀態(tài)。菌種貯存容器1的頂部還設置了安全閥10和排氣閥11，保證菌種貯存容器1內的壓力在設定的范圍之內。

本實施例中的厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置如圖2所示，厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21為圓柱型不銹鋼密封罐，有效容積2000L。罐體外為加溫及保溫層23，設置板框觀察鏡33，液位計25及液位計閥門24。罐體內設置機械攪拌槳22，由變頻攪拌電機30驅動。反應器配套設置投料口29，進水口31，排水口27，氬氣進口34，排氣口32，缷料口35及檢修口28。反應器21按序批式反應器方式運行。

本實施例的具體步驟如下：

(1)將需要貯存的厭氧氨氧化菌自運行良好的厭氧氨氧化流化床反應器中取出。將自反應器上、中、下三部分分別取出的厭氧氨氧化污泥，分別置于中轉容器中自然沉淀30分鐘，采用虹吸法排出容器中的上清液。再將這三種厭氧氨氧化污泥按照2∶5∶3的容積比例分別加入到厭氧氨氧化菌種貯存容器1中。

(2)配置不含基質的無氧水，其組成為：營養(yǎng)鹽溶液、無機鹽溶液和自來水；每升不含基質的配水中需加入營養(yǎng)鹽溶液5mL和無機鹽溶液5ml；營養(yǎng)鹽溶液組成為：NaH₂PO₄ 3～5g/L、CaCl₂ 25～30g/L；無機鹽溶液組成：FeSO₄.7H₂O 1～2g/L、NH₄Mo₇O₂₄·4H₂O 0.03～0.05g/L、CuSO₄·5H₂O 0.04～0.06g/L、ZnSO₄·6H₂O 0.05～0.10g/L、MnSO₄ 0.15～0.25g/L、CoCl₂·6H₂O 0.04～0.06g/L、EDTA 3～5g/L；按上述要求配置好的不含基質的配水，采用微孔曝氣管充入高純的氬氣10～30分鐘，測定水中溶解氧濃度小于0.2mg/L后停止充氬氣，即得到不含基質的無氧水。

(3)將步驟(1)中得到厭氧氨氧化菌種，用步驟(2)中的不含基質的無氧水在菌種貯存容器1中淘洗，之后進行30分鐘自然沉淀，采用虹吸法自排水管12中排出菌種貯存容器1中的上清液。具體排水方法為：先關閉排水球閥13和排水閥門15，打開排氣閥門17，開啟真空泵18，當真空表16的負壓值達到20～30KPa時，關閉真空泵18和排氣閥門17，之后再依次開啟排水球閥13和排水閥門15，使排水管道開始排除菌種貯存容器1內上清液，并通過調節(jié)排水閥門15來控制排水的速度。

當菌種貯存容器1內的上清液排除后，自加料口2再加入不含基質的無氧水進行淘洗。此淘洗過程共進行3次，以去除厭氧氨氧化菌種自身所帶的基質及其他物質。

(4)在菌種貯存容器1中加入步驟(2)的不含基質的無氧水到菌種貯存容器1總容積的80％，根據擬貯存的期限選擇加入菌種貯存容器1中的基質的量。貯存期限在31～120天的長期貯存時，加入的碳酸氫銨濃液和亞硝酸鈉濃液的量應使容器1內的基質濃度分別達到氨氮10mmol/L，亞硝酸鹽氮10mmol/L。開啟進氣管道6的進氣球閥7，使高純氬氣經微孔曝氣管5均勻的充入到菌種貯存容器1中的混合液中，充氣10分鐘，保證菌種貯存容器內溶解氧濃度低于0.2mg/L。之后，在充入高純氬氣的同時向菌種貯存容器1中添加不含基質的無氧水至菌種貯存容器總容積的90％，之后蓋上進料口2的法蘭密封蓋。

(5)開啟進氣球閥7，向步驟(4)中密封好的貯存容器1中充入高純氬氣，控制瓶內壓力升高速度在0.01MPa～0.02MP/min，最終菌種貯存容器1內壓力達到0.2～0.25MPa。關閉進氣球閥7，并檢查菌種貯存容器1的密封情況。

(6)根據擬貯存的期限選擇貯存溫度，在進行31～120天的中長期厭氧氨氧化菌貯存時，采用恒溫室或冰箱，保持溫度條件為4±1℃。

(7)貯存后的厭氧氨氧化菌種的恢復活性：將菌種貯存容器1內的壓力緩慢減壓至常壓，控制減壓速度0.005MPa～0.01MPa/min。減壓后的菌種貯存容器1通入高純氬氣進行攪拌升溫，開啟升溫裝置8為高純氬氣提供熱量。升溫過程采用階梯升溫方法，升溫速率為1～2℃/h，首先升溫至20℃，停止升溫及攪拌并維持20℃條件靜置4～6h；最終將溫度控制在30℃左右，靜置4～6h。升溫后的菌種采用不含基質的無氧水進行淘洗，氬氣攪拌10min，靜置1～2h后，采用虹吸法排除上清液。淘洗共進行2次，以去除菌種表面的殘留基質、代謝產物及死亡解體的菌體。自菌種貯存容器1底部的缷料口處可取出待恢復活性的厭氧氨氧化菌種。

(8)將待恢復活性的厭氧氨氧化菌種投入到如圖2所示的厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21中進行活性的快速恢復。菌種自投料孔29加入厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21內，人工配制的模擬廢水自進水口31加入，液位控制在罐體有效高度的80％的位置。厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21按序批式方式運行，以最大限度的增加菌種在厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置21內的持留性。運行過程中關閉投料口29，進水口31，開啟排氣口32，自氬氣進口34通入高純氬氣20～30分鐘，以保證反應器內的厭氧狀態(tài)，同時開啟機械攪拌槳22。反應達到設定的時間后，停止機械攪拌槳22保持靜沉1h，自排水口27排出上清液，完成一個反應周期。隨后可以進行下一個周期的運行。

恢復活性過程中的厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置主要控制條件為：溫度32～35℃，pH＝7.0～8.5，溶解氧小于0.2mg/L。反應器進水基質濃度為氨氮5mmol/L，亞硝酸鹽氮5mmol/L，采用人工配制的模擬廢水(其中的營養(yǎng)成分及微量元素見菌種貯存小節(jié)中的步驟2)。首先控制反應器的水力停留時間為24h，出水回流比為50％～100％，逐漸提高厭氧氨氧化菌種活性恢復裝置的進水基質濃度，以5天為一個階段，按照每階段提高氨氮2mmol/L和亞硝酸鹽氮2mmol/L的速度進行。當基質濃度達到氨氮15mmol/L和亞硝酸鹽氮15mmol/L時，停止提高基質濃度。隨后逐漸縮短水力停留時間，逐漸增加反應器的運行負荷。水力停留時間按照24h、18h、12h、8h、4h的階梯進行縮短，每階梯維持運行5天。

厭氧氨氧化菌種恢復活性反應的進水總氮容積負荷達到2.0～2.5kgTN/m³d，總氮去除率達到80％，總氮去除效率達到1.5～2.0kgTN/m³d時，貯存后的厭氧氨氧化菌種的恢復活性工作完成，該狀態(tài)的厭氧氨氧化菌種可以直接接種到含氨工業(yè)廢水的處理裝置中，脫氮效果良好。

本實施例中對4份厭氧氨氧化菌種貯存前后的厭氧氨氧化比活性進行分別測定，得到每份樣品的厭氧氨氧化活性保留率。在4±1℃環(huán)境中貯存31～120天的菌種的活性保留率為57.10～63.05％。投入到厭氧氨氧化活性恢復裝置中的恢復活性時間約需20天。