[發明專利]一種超聲活化鐵單質強化微生物反硝化脫氮的方法

有效

• 申請號: 201910728455.8
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110510735B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 萬銳;張璐瑤;張浩天;黃凱莉;黃崧;潘瑜;孫兆欣;王一蓓
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 范奇

本發明公開了一種超聲活化鐵單質強化微生物反硝化脫氮的方法，包括以下步驟：S1：反硝化微生物培養及擴增；S2：對鐵質碎屑(鐵粉、鐵屑或者鐵刨花等)進行預超聲活化；S3：經超聲的含鐵質碎屑的混合液與含硝氮污水混合，并調控污水水質使之適于反硝化；S4：接種反硝化菌，開展反硝化實踐；S5：剩余鐵質碎屑的回收與重復利用。該方法所用材料易得、費用低廉、所用設備簡單、反硝化效果好；鐵粉及鐵屑等為地表主要元素，不會產生二次污染；同時利用鐵屑、鐵刨花、鐵粉等工業廢料實現污水或廢水中氮源污染的去除，剩余的鐵屑、鐵粉等可通過磁鐵回收重復利用，具有顯著的環境效應和經濟效益。

技術領域

本發明屬于環境污染物去除技術領域，具體涉及一種超聲活化鐵單質強化微生物反硝化脫氮的方法。

背景技術

氮是水體的營養素，也是環境水體污染的一項重要指標。水體中氮元素含量過高，會導致水體富營養化，從而引起藻類和其它浮游生物迅速繁殖，水體溶氧量下降，使得水體發黑發臭、水質下降、引發魚類及其它生物大量死亡等現象。另外，生活污水、部分工業廢水(如養殖業、電鍍業等廢水)、部分地區的地下水等水中均含有大量的硝酸鹽，如若處理不完全將會導致大量氮源進入環境，加重氮源污染形勢，甚至引發人類的疾病，如藍血癥。

在目前氮源污染去除的眾多方法中，微生物反硝化因運行費用低廉、操作維護方便等優點成為目前水體或污水中脫氮的重要方法之一。微生物反硝化過程利用反硝化細菌將水體中的化合態氮轉化為氮氣從水體中釋放出去。同時，微生物反硝化是自然界氮循環和污水處理系統的重要組成部分，其原理為在缺氧或厭氧條件下，通過反硝化菌的反硝化作用將硝氮轉化為氮氣，釋放到大氣中參與自然界氮循環，水中含氮物質大量減少，降低水體富營養化及污水處理廠出水的潛在危險性，達到從自然水體和污水中脫氮的目的。微生物反硝化更是世界上目前污水處理廠以及工業廢水脫氮的重要生物過程。然而，由于微生物的培養、馴化困難、微生物個體反硝化能力有限、容易受環境影響等缺點，導致實際使用過程中存在著微生物反硝化啟動時間較長、反硝化速率較低、反硝化效率仍有待提高等一系列問題，亟待解決。

發明內容

本發明的目的在于利用超聲技術對鐵質碎屑(鐵粉或鐵屑、鐵刨花等工業廢物)進行活化后，施用于微生物反硝化體系，加快反硝化速率，提高反硝化效果，提供了一種超聲活化鐵單質強化微生物反硝化脫氮的技術方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案：一種超聲活化鐵單質強化微生物反硝化脫氮的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1反硝化微生物的培養和擴增：將反硝化微生物的菌種接種到培養基中，然后置于恒溫搖床中于28-35℃、150-180r/min的條件下擴大培養20-28h；

S2對鐵質碎屑進行超聲活化：稱取一定質量的鐵質碎屑浸沒于裝有適量水或者反硝化培養基的容器中，而后將該容器置于超聲儀器中，室溫條件下，超聲5-15min；

S3將經超聲的含鐵質碎屑的混合液與含硝氮污水混合，并調控污水水質：將經過S2步驟獲得的含鐵質碎屑混合液按照一定比例加入到含硝氮的污水中，混合均勻，分析實際廢水的水質，并依據反硝化條件進行水質調控，如補充反硝化碳源、加蓋子隔絕空氣、加酸或加堿等操作；

S4接種反硝化菌，開展反硝化實踐：將S1步驟獲得的反硝化微生物接種到經過S3步驟獲得的水中進行培養，開展微生物反硝化，并定期檢測反硝化效果；

S5剩余鐵質碎屑的回收與重復利用：反硝化結束后將所剩余的鐵質碎屑利用塑料薄膜包裹的永磁鐵或電磁鐵產生的磁場作用下進行收集，回收的鐵質碎屑可以重新返回步驟S2，重復利用。