[發(fā)明專利]一種富集反硝化微生物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910076444.2
• 申請(qǐng)日: 2009-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN101456625A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建龍;王旭明;胡俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/28
• 分類號(hào): C02F3/28
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 史雙元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種富集反硝化微生物的方法，目的在于快速富集反硝化微生物，并用于去除水中的硝酸鹽。

背景技術(shù)

我國水體中硝酸鹽污染十分嚴(yán)重，急需高效低耗的去除硝酸鹽的新方法。

目前水中硝酸鹽的去除方法有物理化學(xué)法和生物反硝化法兩大類。

從徹底消除硝酸鹽污染和降低脫氮成本兩方面看，生物反硝化方法都是目前最實(shí)用的方法。根據(jù)微生物反硝化所需碳源的不同，生物反硝化分為異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化。

自養(yǎng)反硝化不需要外界提供有機(jī)碳源，自養(yǎng)菌通過氧化氫氣、還原性硫化物等獲取能量，將環(huán)境中的二氧化碳、碳酸鹽等轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)進(jìn)行反硝化脫氮。自養(yǎng)反硝化由于自養(yǎng)菌生長繁殖較慢，脫氮速率低，所需的反應(yīng)器容積比較大，成本較高。因此，異養(yǎng)反硝化脫氮受到了更多的關(guān)注。

異養(yǎng)反硝化需要利用有機(jī)物作為碳源，為反硝化作用的提供電子供體。傳統(tǒng)的異養(yǎng)反硝化通常投加甲醇、乙醇、乙酸等可溶性碳源。

異養(yǎng)反硝化可將水中的硝酸鹽徹底脫除，而且適合大規(guī)模的應(yīng)用。異養(yǎng)反硝化的實(shí)質(zhì)是硝酸鹽作為異養(yǎng)脫氮菌呼吸鏈的最終電子受體而被還原為氣態(tài)氮。

傳統(tǒng)的生物脫氮過程中，由于水中有機(jī)碳含量低，所以需要提供有機(jī)物作為碳源。此外，在反應(yīng)器啟動(dòng)過程中，需要接種外源微生物(如活性污泥)，并在反硝化條件下進(jìn)行馴化。對(duì)于飲用水源水的生物脫氮來說，由于接種了外源微生物，有可能影響出水的水質(zhì)安全，這無疑會(huì)影響生物脫氮的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述異養(yǎng)反硝化存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種新的富集反硝化微生物的方法。其基本原理如下：

地下水中存在土著性微生物，其中包括具有反硝化性能的細(xì)菌。通過向反應(yīng)器連續(xù)進(jìn)水，這些土著性微生物可以附著在載體表面，在反硝化條件下，脫氮菌可以不斷增殖，逐漸在載體表面形成生物膜，從而完成對(duì)反硝化微生物的富集過程。

一種富集反硝化微生物的方法，包括如下操作步驟：

(1)將粒徑為0.4～0.5cm的聚乳酸顆粒填充于反應(yīng)器中，填充高度為反應(yīng)器高度的三分之二；

(2)將NO₃-N濃度為20～100mg/L的地下水通過蠕動(dòng)泵流入填充有聚乳酸顆粒的反應(yīng)器中，采用上流式進(jìn)水，其水力停留時(shí)間為2～4h，水溫為25～30℃，連續(xù)運(yùn)行20～25天至反硝化效果穩(wěn)定，見載體表面形成紅褐色的生物膜后，富集結(jié)束。

所述聚乳酸顆粒為反硝化微生物的碳源和載體。

所述反應(yīng)器為填充床，高徑比為(5～10)∶1。

所述地下水的pH值為6.5～8.0，活菌數(shù)不小于5CFU/mL。

所述進(jìn)水硝酸鹽濃度呈梯度變化或恒定不變。

所述反硝化效果穩(wěn)定時(shí)的出水NO₃-N濃度不高于10mg/L。

本發(fā)明的特色和優(yōu)點(diǎn)：以地下水中土著微生物為反硝化菌的來源進(jìn)行富集，不需要接種外源微生物，并且可以快速富集到反硝化微生物。此外還可以避免常規(guī)脫氮工藝中接種外源微生物對(duì)出水水質(zhì)安全的影響。

附圖說明

圖1是進(jìn)水NO₃-N濃度為20～50mg/L的硝酸鹽去除情況；

圖2是進(jìn)水NO₃-N濃度為50mg/L的硝酸鹽去除情況；

圖3是進(jìn)水NO₃-N濃度為100mg/L的硝酸鹽去除情況；

圖4是本發(fā)明的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以可生物降解的聚乳酸作為碳源和載體，將粒徑為0.4～0.5cm的聚乳酸顆粒填充于反應(yīng)器中，填充高度為反應(yīng)器高度的三分之二，上流式進(jìn)水。含有硝酸鹽的地下水通過蠕動(dòng)泵進(jìn)入反應(yīng)器，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)牧魉伲沟叵滤徛鹘?jīng)反應(yīng)器中填充的載體，由出水口排出，如圖4所示。每天檢測(cè)進(jìn)水與出水的硝酸鹽濃度。隨著富集時(shí)間的延長，反硝化效率逐漸提高。當(dāng)反硝化效果穩(wěn)定后，可見載體表面形成紅褐色的生物膜，富集結(jié)束。

實(shí)施例1