申请日2014.10.31
公开(公告)日2015.03.25
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明公开了一种快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性的方法，所述方法将重金属污染的厌氧氨氧化污泥，用蒸馏水清洗，将水洗后的污泥加入密闭容器中，加入pH值为7.40～7.60的清洗液，通入氩气除氧后密闭;将密闭容器在额定频率为28kHz、超声强度为0.6～0.8w·cm-2的条件下进行超声处理，然后再放入30～35℃恒温摇床中，在150～200rpm下避光振荡，最后将振荡后的泥水混合物离心，取沉淀即为激活的厌氧氨氧化污泥;本发明方法可有效缓解重金属对厌氧氨氧化污泥的抑制作用，高效去除污泥表面吸附的重金属，快速激活厌氧氨氧化细菌的脱氮活性。
权利要求书
1.一种快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性的方法，其特征在 于所述方法为：(1)取重金属污染的厌氧氨氧化污泥，用蒸馏水清洗，将水 洗后的污泥加入密闭容器中，加入pH值为7.40～7.60的清洗液，通入氩气除 氧后密闭;(2)将密闭容器在额定频率为28kHz、超声强度为0.6～0.8w·cm-2的条件下进行超声处理，然后再放入30～35℃恒温摇床中，在150～200rpm 下避光振荡，形成上层清液、下层污泥的泥水混合物，振荡至下层污泥中重 金属去除率大于80%，且上层清液中重金属离子浓度在1h内的增率小于5%， 最后将振荡后的泥水混合物离心，取沉淀即为激活的厌氧氨氧化污泥;
所述清洗液为含终浓度0.1～2mM EDTA二钠的培养液，所述培养液组成 为：50～100mg·L-1基质NH4+-N、50～100mg·L-1基质NO2--N，基质NH4+-N 与基质NO2--N浓度比为1:1，无机盐浓缩液50ml·L-1，微量元素Ⅰ1.25ml·L-1和微量元素Ⅱ1.25ml·L-1，溶剂为蒸馏水;
所述微量元素Ⅰ组成为：EDTA 5.00g·L-1，FeSO4 9.14g·L-1，溶剂为蒸 馏水;
所述微量元素Ⅱ组成为：EDTA 15.0g·L-1，ZnSO4·7H2O 0.430g·L-1， CoCl2·6H2O 0.240g·L-1，MnCl2·4H2O 0.990g·L-1，CuSO4·5H2O 0.250g·L-1， NaMoO4·2H2O 0.220g·L-1，NiCl2·6H2O 0.210g·L-1，H3BO4 0.014g·L-1，溶剂 为蒸馏水;
所述的无机盐浓缩液组成为：NaH2PO4 0.2g·L-1，MgSO4·7H2O 1.172g·L-1，CaCl2 0.113g·L-1，NaHCO3 16.8g·L-1，溶剂为蒸馏水。
2.如权利要求1所述快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性的方 法，其特征在于所述清洗液是用2M稀盐酸和1M NaOH水溶液将pH调节至 7.40～7.60。
3.如权利要求1所述快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性的方 法，其特征在于所述重金属污染的厌氧氨氧化污泥与清洗液体积比为1:5～15， 污泥浓度为2.0～3.0gVSS·L-1。
4.如权利要求1所述快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性的方 法，其特征在于所述重金属污染的厌氧氨氧化污泥中重金属终浓度为 0.01～0.5mmol/gSS。
5.如权利要求1所述快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性的方 法，其特征在于所述重金属包括Cu、Zn、Ni、Cr和Cd。
6.如权利要求1所述快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性的方 法，其特征在于所述泥水混合物在1600～2000g下离心30～40min，获得激活 的厌氧氨氧化污泥。
说明书
一种快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性的方法
(一)技术领域
本发明涉及一种活性污泥活化的方法，特别涉及一种快速激活重金属 污染的厌氧氨氧化污泥活性的方法。
(二)背景技术
厌氧氨氧化工艺因其无需外加有机碳源、脱氮负荷高、运行费用低、 占地空间小等优点成为目前最经济的新型生物脱氮工艺之一。然而由于实 际废水成分复杂，常含有厌氧氨氧化菌的抑制物，限制了厌氧氨氧化工艺 在实际工程中的大规模应用。
而重金属就是多种含氮废水中常见的有毒污染物之一，禽畜养殖废 水、垃圾渗滤液、制革等高含氮废水中含有的重金属离子(如Cu2+、Zn2+) 一直是制约该技术进一步应用的障碍。这些含重金属废水短期会对微生物 产生急性毒性影响，某些重金属如Cu2+还会长期蓄积在微生物中，破坏细 胞膜，抑制其酶活。
针对这些问题，本发明提出了一种快速激活受重金属抑制厌氧氨氧化 污泥活性的方法。EDTA作为人工合成的有机螯合剂能在很宽的pH范围内 与大部分重金属特别是过渡重金属形成稳定的复合物，能解吸被吸附的金 属。利用EDTA螯合诱导重金属增加其溶解性的方法是厌氧氨氧化污泥修 复的一个新思路。
另外，低强度超声辐射会对生物反应系统产生显著刺激作用。超声辐 射会导致空化现象的发生并伴随大量能量释放，导致反应器内生物体产生 物理或化学性状变化，空化现象可以增加细胞壁通透性，提升微生物活性。 为此，本发明提出EDTA螯合耦合低强度超声辐射激活受重金属抑制厌 氧氨氧化污泥活性的新方法。本发明可有效激活受抑厌氧氨氧化污泥活 性，高效去除污泥表面和内部吸附的重金属，实现厌氧氨氧化反应器功能 的快速恢复和重启。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性 的方法。
本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种快速激活重金属污染的厌氧氨氧化污泥活性的方法， 所述方法为：(1)取重金属污染的厌氧氨氧化污泥，用去离子水清洗(优 选清洗5-8次)，将水洗后的污泥加入密闭容器中，加入pH值为7.40～7.60 的清洗液，通入氩气除氧后密闭;(2)将密闭容器在额定频率为28kHz、 超声强度为0.6～0.8w·cm-2的条件下进行超声处理(优选超声处理 1.9～2.1min)，然后再放入30～35℃恒温摇床中，在150～200rpm下避光振 荡，形成上层清液、下层污泥的泥水混合物，振荡至下层污泥中重金属去 除率大于80%，且上层清液中重金属离子浓度在1h内的增率小于5%; 最后将振荡后的泥水混合物离心，取沉淀即为激活的厌氧氨氧化污泥;
所述清洗液为含终浓度0.1～2mM EDTA二钠的培养液，所述培养液 组成为：50～100mg·L-1基质NH4+-N、50～100mg·L-1NO2--N，基质NH4+-N 与基质NO2--N浓度比为1:1，无机盐浓缩液50ml·L-1，微量元素Ⅰ1.25 ml·L-1和微量元素Ⅱ1.25ml·L-1，溶剂为蒸馏水;
所述微量元素Ⅰ组成为：EDTA 5.00g·L-1，FeSO49.14g·L-1，溶剂为 蒸馏水;
所述微量元素Ⅱ组成为：EDTA 15.0g·L-1，ZnSO4·7H2O 0.430g·L-1， CoCl2·6H2O 0.240g·L-1，MnCl2·4H2O 0.990g·L-1，CuSO4·5H2O 0.250g·L-1， NaMoO4·2H2O 0.220g·L-1，NiCl2·6H2O 0.210g·L-1，H3BO40.014g·L-1， 溶剂为蒸馏水;
所述的无机盐浓缩液成分为：NaH2PO40.2g·L-1，MgSO4·7H2O 1.172 g·L-1，CaCl20.113g·L-1，NaHCO316.8g·L-1，溶剂为蒸馏水。
进一步，所述清洗液是用2M稀盐酸和1M NaOH水溶液将pH调节 至7.40～7.60。
进一步，所述重金属污染的厌氧氨氧化污泥与清洗液体积比为1:5～15 (优选1:10～11)，污泥浓度为2.0～3.0gVSS·L-1(即厌氧氨氧化污泥与清 洗液的混合液中污泥浓度为2.0～3.0gVSS·L-1)。
进一步，所述重金属污染的厌氧氨氧化污泥中重金属终浓度为 0.01～0.5mmol/gSS。
进一步，所述重金属包括Cu、Zn、Ni、Cr和Cd，优选Cu。
进一步，优选所述泥水混合物在1600～2000g下离心30～40min，获 得激活的厌氧氨氧化污泥。
本发明所述重金属污染的厌氧氨氧化污泥是指长期在高浓度重金属 离子(5～12mg/L)胁迫下运行的厌氧氨氧化污泥。
本发明的优点主要体现在：本发明方法可有效缓解重金属对厌氧氨氧 化污泥的抑制作用，高效去除污泥表面吸附的重金属，快速激活厌氧氨氧 化细菌的脱氮活性。