[發明專利]一種通過電場強化厭氧氨氧化細菌活性方法

無效

• 申請號: 201410290653.8
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104031905A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 喬森;尹鑫;周集體;金若菲
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C12N13/00
• 分類號: C12N13/00;C12R1/01
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

技術領域

本發明涉及一種通過電場強化厭氧氨氧化細菌活性方法，屬于厭氧氨氧化脫氮工藝領域。

背景技術

厭氧氨氧化工藝是一種新型的脫氮工藝，它具有節能、產泥少等優點。但是，由于其菌群倍增時間長、生長條件嚴格、啟動緩慢等缺點一直難以工業應用。因此，選用合適的方法強化厭氧氨氧化細菌活性來快速啟動厭氧氨氧化反應器或者提高厭氧氨氧化反應器脫氮效率是研究重點。目前，已經有研究者發現，一定范圍的超聲、磁場等物理場強在合適的作用時間下都能夠增強厭氧氨氧化細菌的活性。但是這幾種方法都存在場強的施加過程比較復雜，且運行成本較高，不適合大規模的產業化應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種通過電場強化厭氧氨氧化細菌活性方法，提供一種更具應用前景的提高厭氧氨氧化細菌反應器脫氮效率的方法，相比起超聲和磁場，電場是一種更加成熟、簡單的技術。

一種通過電場強化厭氧氨氧化細菌活性方法，將電場作用于含有厭氧氨氧化細菌的反應器，其中，電場強度為1～4V/cm，電場的作用方式為間歇式作用，所述間歇式作用方式為電場作用時間和間歇時間相同，均為3h、6h或12h，電場作用時間為12h/24h。

上述技術方案中，所述反應器為現有技術中為本領域技術人員所知的可以用于厭氧氨氧化反應的反應器，如流化床反應器、固定床反應器、生物膜反應器、序批式反應器、氣提式反應器等。

上述技術方案中，所述“間歇式作用”為恒定電場連續作用一定時間(電場作用時間)后，停止作用一定時間(間歇時間)，如此重復進行；所述“電場作用時間為12h/24h”指每24小時內電場作用時間的總和為12小時。

上述技術方案中，優選所述電場強度為1V/cm、2V/cm、4V/cm，最優選為2V/cm。

本發明所述通過電場強化厭氧氨氧化細菌活性方法優選所述間歇式作用方式為電場作用時間和間歇時間均為6小時。

本發明提供的方法與現有技術相比，具有以下優點：

(1)本發明提供了一種全新的方法可以用于增強厭氧氨氧化細菌反應器微生物活性。

(2)本發明使用的技術極大的提升了厭氧氨氧化細菌反應器的脫氮效率，增長率接近43％。并提供了兩個外加電場影響厭氧氨氧化細菌活性的關鍵因素即最佳電場強度和最佳連續脈沖作用時間，為以后的學術研究和工業應用提供了極大的便利條件。

(3)本發明中使用的方法簡單，材料廉價易得，非常適合環境微生物及其環境保護行業的廣泛應用，并有利于工業化生產。

附圖說明

圖1為連續實驗的電場反應器裝置簡圖，其中，附圖標記如下：1，直流穩壓電源；2，進水口；3，出水口；4，反應器；5，電場陽極極板；6，電場陰極極板。

圖2為連續實驗反應器效果圖；其中，a為不同作用時間下NH₄⁺-N去除效率比較，b為NO₂^--N去除效率比較，c為NO₃^--N去除效率比較，d為TN去除效率比較；電場反應器電場強度為2V/cm。R1為不加電場反應器，R2為電場反應器。

圖3為連續反應器電場作用下不同作用時間段實時定量基因擴增熒光檢測(QPCR)結果圖。其中，R1為不加電場反應器，R2為電場反應器。

圖4為連續反應器電場作用下不同作用時間段粗酶肼脫氫酶活性圖。其中，R1為不加電場反應器，R2為電場反應器。

圖5為連續反應器在最佳電場強度和最佳作用時間條件下長期穩定運行反應器效果圖；其中，a為不同作用時間下NH₄⁺-N去除效率比較，b為NO₂^--N去除效率比較，c為NO₃^--N去除效率比較，d為TN去除效率比較；電場反應器電場強度為2V/cm。R1為不加電場反應器，R2為電場反應器。

圖6為連續反應器在最佳電場強度和最佳作用時間條件下長期穩定運行QPCR結果圖。其中，R1為不加電場反應器，R2為電場反應器。

圖7為連續反應器在最佳電場強度和最佳作用時間條件下長期穩定運行不同時間段粗酶肼脫氫酶活性圖。其中，R1為不加電場反應器，R2為電場反應器。，

具體實施方式

下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。