[發(fā)明專利]用于生物脫氮的植物根系分層掛膜強(qiáng)化水體修復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210180695.7
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102701459A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁玉婷;李定龍;趙遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34;C02F3/30
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地表水生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于生物脫氮的植物根系分層掛膜強(qiáng)化水體修復(fù)的方法。

背景技術(shù)

我國湖泊、水庫、河道等水體受污染嚴(yán)重，水體富營養(yǎng)化不斷加劇。以太湖流域?yàn)槔v觀主要城市的水環(huán)境質(zhì)量，水質(zhì)狀況不容樂觀，總氮、氨氮、總磷、COD為首要污染物，其中氮污染最嚴(yán)重。河流脫氮已經(jīng)成為城市水環(huán)境綜合整治的重點(diǎn)之一。水體中整個氮循環(huán)過程主要包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用，其中氨化作用、硝化作用和反硝化作用與水體中氮元素的去除有密切關(guān)系。在水體氮循環(huán)過程中，生物固氮、氨化、硝化、反硝化是微生物的特有環(huán)境功能，微生物通過氨化作用、硝化作用、反硝化作用把水體中的氨氮、亞硝酸氮和硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩档退w中的氨氮、亞硝基氮和硝酸鹽，起到了防止藻類大量繁殖的作用。可見，微生物在河流脫氮中發(fā)揮著重要作用。但在河流的生態(tài)治理中，直接投加菌體容易造成菌體的隨水流失，必須采取固定化或者生物膜法。目前多采用的是植物、微生物的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，一方面利用植物的吸附、吸收、轉(zhuǎn)化作用去除水體中的氮素，另一方面利用生物膜技術(shù)通過硝化、反硝化過程達(dá)到脫氮目的。傳統(tǒng)的植物浮島、浮床技術(shù)，如發(fā)明專利CN101817591A（一種強(qiáng)化生物脫氮除磷功效的水體自富氧復(fù)合浮床）、CN101851024A（一種組合型生態(tài)浮床凈化裝置）、CN101898835A，只是將生物膜單元與植物單元做一簡單的加和，即將微生物掛膜材料直接固定在浮床底部，與浮床植物分別起到去除水體中污染物的作用。但該技術(shù)存在的缺陷在于，隨著處理的進(jìn)行，掛在浮床下的掛膜材料的重量日益增加，主要是載體長期浸泡水中膨脹后的重量及吸附水體中懸浮雜質(zhì)和攔截垃圾帶來的重量，造成浮床負(fù)荷太重，甚至發(fā)生浮床沉底現(xiàn)象。此外，對于水域?qū)挾容^小的城市河道來說，沿水深方向的大面積懸浮材料，一定程度上影響了水力流動，造成局部河道的阻塞和水流不暢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于生物脫氮的植物根系分層掛膜強(qiáng)化水體修復(fù)方法，在傳統(tǒng)的生態(tài)浮島、浮床基礎(chǔ)上，充分利用植物發(fā)達(dá)的根系，作為脫氮微生物生長繁殖的載體，分別進(jìn)行缺氧反硝化菌及好氧硝化菌的分層固定，同時可以充分利用植物根際分泌物作為反硝化碳源，以達(dá)到強(qiáng)化水體生態(tài)脫氮的目的。

用于生物脫氮的植物根系分層掛膜強(qiáng)化水體修復(fù)方法，按照下述步驟進(jìn)行：

（1）將重污染河道底泥或厭氧污泥接種到反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基，在缺氧條件下，恒溫28℃馴化20天，得到的富集菌液經(jīng)2000?r/min離心10min，用0.9%w/v生理鹽水離心洗滌2-3次，再用0.9%w/v生理鹽水按菌體與生理鹽水體積比為5:1稀釋，混合均勻，制備成濃縮菌懸液；

（2）在缺氧條件下，將浮水植物植物根莖浸入反硝化培養(yǎng)基中，同時按體積比10%的比例接種所述反硝化細(xì)菌濃縮菌懸液，在28~32℃下培養(yǎng)7~10天，利用植物根系作為親水性掛膜材料，使接種的反硝化微生物附著于根系并繁殖生長；

（3）將高濃度氨氮廢水處理系統(tǒng)中的活性污泥接種到硝化細(xì)菌培養(yǎng)基，在好氧條件下，恒溫30℃馴化7天，得到的富集菌液經(jīng)2000?r/min離心10min，用0.9%w/v生理鹽水離心洗滌2-3次，再用0.9%w/v生理鹽水按菌體與生理鹽水體積比為5:1稀釋，混合均勻，制備成濃縮菌懸液；

（4）待反硝化微生物掛膜后，將植物根莖浸入硝化培養(yǎng)基中，按體積比10%的比例接種所述硝化細(xì)菌濃縮菌懸液，在28~32℃下曝氣培養(yǎng)3~5天，溶解氧維持在4~7mg/L，使接種的硝化微生物附著于植物根莖區(qū)反硝化微生物膜的外壁。

其中步驟（1）中所述的反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基組成如下：每升蒸餾水中加入檸檬酸鈉5g，硝酸鉀2g，磷酸氫二鉀1g，磷酸二氫鉀1g，七水合硫酸鎂0.2g，調(diào)節(jié)pH至7.2。

其中步驟（2）中所述的浮水植物為香菇草、香根草、聚草、鳳眼蓮、莼菜、田字草等。

其中步驟（3）中所述的硝化細(xì)菌培養(yǎng)基組成如下：每升蒸餾水中分別加入硫酸銨2g，磷酸氫二鉀1g，硫酸鎂0.5g，氯化鈉2g，硫酸鐵0.4g，碳酸鈣5g，調(diào)節(jié)pH至7.2。