[發明專利]一種生物可降解型緩釋脫氮碳源及其制備方法

在審

• 申請號: 202011090600.3
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112374616A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 石偉杰;馮春暉;王國瑞;周繼柱;孫松厚;朱希坤;張志平;鄭博英;王洪雨
• 申請（專利權）人: 神美科技有限公司
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C12N1/20;C12N15/01;C12N13/00;C12R1/07;C12R1/01
• 代理公司: 北京瀛和律師事務所 11744
• 代理人: 段曉林

本發明公開了一種生物可降解型緩釋脫氮碳源的制備方法，包括：(1)將經過誘變處理的紡錘形賴氨酸芽孢桿菌按照菌藻比1:5～1:20的體積比接種到經過初步脫水得到的藍藻漿泥中，在光照培養箱菌藻共同培養2～4天，在培養后的混合物中加入纖維素酶并在25～35℃下反應4～6h，然后經離心、過濾，得到沉淀物，最后將沉淀物經熱處理后，冷卻至常溫，得到處理后的藍藻固體物；(2)在上述得到的藍藻固體物中加入高分子水溶液并在60～80℃的水浴中攪拌糊化共混勻1～3h，制得共混物，然后置于冰箱中冷凍成型，然后制成直徑為0.8～1cm的球形顆粒，最后將球形顆粒在60～80℃下烘干即可。本發明的碳源釋碳速率穩定，可為微生物反硝化提供穩定的碳源和生長代謝的場所。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及一種生物可降解型緩釋脫氮碳源及其制備方法。

背景技術

研究表明，碳源補充不足或供給不穩定成為制約生物脫氮效率的重要因素，充足的碳源能夠為微生物的生長代謝提供足量的營養源。因此通過外加碳源來解決脫氮效率低的問題在水處理領域逐漸成為研究的熱點。

由有關碳源補充的研究報道可知，較為成熟、應用最多的主要為液態碳源，如甲醇、乙醇、葡萄糖等短鏈的有機碳，但其高成本、有毒性、投加量不確定以及運輸困難等問題也讓研究者開始對外加補充碳源進行新的探索和嘗試。熱點多集中在如何優化傳統碳源，如在脫氮工藝前加水解酸化工藝，提高原污水的可生化性和處理率；開發非傳統碳源作為反硝化脫氮工藝中可選擇的碳源，如工業廢水、初沉污泥水解產物、垃圾滲濾液、植物秸稈等。但是，這些碳源均存在補充量調節難把握或初期補充過量后期不足等問題，影響微生物代謝，進而影響處理效果。

CN201711392022.7一種生物可降解型緩釋碳源填料及其制備方法，該緩釋碳源填料由外部碳源層、內部碳源層、連接膠體，外部碳源層主要包括可生物降解聚合物、淀粉、乳化劑；內部碳源層主要包括瓊脂粉、燕麥麩粉、微生物營養劑、黃原膠、海藻糖；連接膠體主要包括碳納米管、聚乙烯吡咯烷酮、甲基纖維素；本發明在傳統以淀粉和可生物降解聚合物為基本體系共混制作緩釋碳源的方法基礎上，將外部碳源制成粉末，并通過連接膠體對內部碳源進行多層包裹。但是該類緩釋碳源成分復雜且成本高。

世界各地25％-70％的藍藻水華可產生毒素，其中微囊藻毒素(以下簡稱MC)是一類分布最廣泛且與人類關系最密切的七肽單環肝毒素。MC通常大部分存在于藻細胞內，當細胞破裂或衰老時毒素釋放進入水中。MC的組成十分復雜，其中相對含量較高、存在較多、毒性最大的是微囊藻毒素LR、RR。

藍藻的細胞壁主要成分為肽聚糖(糖和多肽形成的一類化合物)，貯藏的光合產物主要為藍藻淀粉和藍藻顆粒體等。細胞壁分內外兩層，內層是纖維素的，外層是膠質衣鞘以果膠質為主，或有少量纖維素。藍藻還富含必需氨基酸、不飽和脂肪酸、多糖、礦物質、維生素和一些獨特的生物活性物質。另外，藍藻產生的細胞外被多糖具有一定的生物活性，是一種引人注目的新型高產多糖資源。目前，由于藍藻給環境造成很大的負面影響，通常藍藻水華被收集后大多被廢棄或脫水處理為藻泥后用做有機肥，卻很少有對藍藻中活性成分進行提取利用，因此在一定程度上提高了藍藻處理成本以及藍藻資源的浪費。

本發明基于藍藻的處理和使用不足的現狀，以藍藻為基礎碳源，通過微生物和纖維素酶的作用將藍藻中的毒素去除并將藍藻中的氨基酸、不飽和脂肪酸、多糖、礦物質、維生素等活性物質釋放，用于反硝化過程中為菌群提供碳源、礦物質、維生素等物質，提高菌群的生物活性，從而提高反硝化速率。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種生物可降解型緩釋脫氮碳源及其制備方法。本發明的碳源以對環境有害的藍藻為主要成分物質，一方面對環境友好，另一方面能有效提高反硝化速率。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。

本發明提供了一種生物可降解型緩釋脫氮碳源的制備方法，該方法包括以下步驟：