[發(fā)明專利]降低厭氧過程高濃度氨氮同步提高產(chǎn)甲烷菌活性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110171341.1
• 申請(qǐng)日: 2011-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN102249494A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任洪強(qiáng);李秋成;丁麗麗;許柯;任鑫坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/14
• 分類號(hào): C02F9/14;C02F3/28
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及降低厭氧過程高濃度氨氮同步提高產(chǎn)甲烷菌活性的方法，具體涉及一種基于磷酸銨鎂（MAP）晶析法廢水處理技術(shù)降低厭氧過程氨氮濃度同步提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性一體化組合工藝。

技術(shù)背景

近年來，廢水厭氧生物處理工藝技術(shù)由于其能源消耗低、污泥產(chǎn)率少、沼氣可回收、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于各類高濃度有機(jī)廢水處理中。但隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，高濃度有機(jī)廢水的組成日益復(fù)雜，其中含有的大量有毒物質(zhì)對(duì)微生物的活動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用，嚴(yán)重影響廢水厭氧生物處理效果。產(chǎn)甲烷菌是厭氧生物處理中微生物的核心，其活性反映了污泥性能，是厭氧反應(yīng)器能否高效運(yùn)行的關(guān)鍵。而廢水中大量含氮物質(zhì)經(jīng)生物降解后產(chǎn)生的氨氮超過一定濃度范圍時(shí)會(huì)對(duì)產(chǎn)甲烷菌活動(dòng)產(chǎn)生毒性作用，抑制污泥活性，甚至?xí)?dǎo)致反應(yīng)器失效。這是由于廢水的總氨氮主要以氨離子（NH₄⁺）和游離氨（NH₃）的形式存在，游離氨（NH₃）能自由通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)（de?Baere?L.?A.,?Devocht?M.,?van?Assche?P.,?et?al.?Influence?of?high?NaCl?and?NH₄Cl?salt?levels?on?methanogenic?associations[J].?Water?Res.,?1984,?18(5):?543-548.）；疏水的氨分子能以被動(dòng)擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致質(zhì)子的不平衡和鉀的缺乏（Gallert?C.,?Bauer?S,?Winter?J.?Effect?of?ammonia?on?the?anaerobic?degradation?of?protein?by?a?mesophilic?and?thermophilic?biowaste?population[J].?Appl.?Microbiol.?Biotechnol.,?1998,?50(4):?495-501.）。同時(shí)，氨氮還能改變細(xì)胞內(nèi)pH值，使一些酶反應(yīng)受到抑制（Whittmann?C.,?Zeng?A.?P.,?Deckwer?W.?D.?Growth?inhibition?by?ammonia?and?use?of?pH-controlled?feeding?strategy?for?the?effective?cultivation?of?mycobacterium?chlorophenolicum[J].?Appl.?Microbiol.?Biotechnol.,?1995,?44(3/4):?519-525.）。金仁村等（金仁村,黃冠男,馬春,陽廣鳳.厭氧消化工藝的氨抑制現(xiàn)象.工業(yè)水處理,2010,30(4):9-12）報(bào)道當(dāng)厭氧反應(yīng)器內(nèi)氨氮濃度在200～1000mg/L時(shí)，對(duì)產(chǎn)甲烷菌活性有促進(jìn)作用；當(dāng)氨氮濃度大于1500?mg/L時(shí)產(chǎn)甲烷菌的活性開始受到抑制，當(dāng)氨氮濃度大于5000mg/L時(shí)，甲烷產(chǎn)量下降50%（半抑制現(xiàn)象）。因此，解決高濃度氨氮對(duì)產(chǎn)甲烷菌的干擾從而提高污泥活性是十分迫切的任務(wù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)厭氧消化過程氨氮抑制的調(diào)控措施主要有物化脫氨（離子交換、吸附等）、廢水稀釋、微生物強(qiáng)化等。但這些方法多存在諸如穩(wěn)定性不佳，處理成本高、工作量大，設(shè)備維護(hù)繁雜，易產(chǎn)生二次污染等缺陷，目前應(yīng)用困難。??????

晶析法主要是利用磷酸銨鎂（MAP）這種物質(zhì)結(jié)晶沉淀從廢水中分離氮磷，該產(chǎn)物不僅能有效去除廢水中的氮磷，同時(shí)還是一種理想的農(nóng)業(yè)用肥、工業(yè)原材料，在當(dāng)今面臨氮、磷資源日益緊缺的情況下，該技術(shù)的應(yīng)用得到了廣泛關(guān)注。專利CN101066822A公布了一種高濃度氨氮廢水的組合式處理方法，將吹脫、MAP法和亞硝化-厭氧氨氧化生物處理法三種工藝組合起來去除氨氮并且取得了較好的效果。但是，將晶析法應(yīng)用于厭氧反應(yīng)器內(nèi)會(huì)出現(xiàn)沉淀分離困難，底泥增多問題，因此目前廢水中高濃度氨氮的化學(xué)沉淀去除回收多集中在厭氧生物過程的預(yù)（前）處理階段或后處理階段。而在廢水厭氧生物處理階段氨氮的產(chǎn)生和富集對(duì)產(chǎn)甲烷菌的抑制目前沒有有效的解決途徑。因此，針對(duì)厭氧反應(yīng)器內(nèi)高濃度氨氮干擾厭氧反應(yīng)這一技術(shù)瓶頸展開研究，為有效提高產(chǎn)甲烷菌活性同時(shí)資源化回收廢水中的氨氮等生物資源提供技術(shù)路線是至關(guān)重要而且具有廣闊應(yīng)用前景的。

發(fā)明內(nèi)容

1、發(fā)明要解決的技術(shù)問題