公布日：2023.03.10
申请日：2022.11.29
分类号：C02F3/34(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/20(2006.01)N
摘要
本发明涉及水体治理技术领域，公开了养殖废水的氮磷去除方法。氮磷去除方法包括步骤：(1)将楠竹切割后于惰性气体中烧制、筛分得竹炭颗粒，将竹炭颗粒浸洗、干燥得竹炭生物炭；(2)将竹炭生物炭浸泡于含有镁盐和铁盐的混合溶液中振荡，再过滤、干燥；(3)于无菌条件下，将反硝化聚磷菌浓缩液和预先灭菌的改性竹炭生物炭混合并搅拌以形成混合液，将混合液制成固定化小球并冷却静置得固定化反硝化聚磷菌，反硝化聚磷菌浓缩液包括反硝化聚磷菌，反硝化聚磷菌为不动杆菌；(4)将固定化反硝化聚磷菌置于EBPR系统中，并对养殖废水进行净化处理。此方法可有效去除水质中的氮磷，产生的污泥量更低，更易进行泥水分离，可实现一碳多用，减少碳源的投加量。
权利要求书
1.养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，包括步骤：(1)制备竹炭生物炭将楠竹切割后于惰性气体中烧制、筛分得竹炭颗粒，将所述竹炭颗粒浸洗、干燥得竹炭生物炭；(2)改性竹炭生物炭将所述竹炭生物炭浸泡于含有镁盐和铁盐的混合溶液中振荡，再过滤、干燥；(3)制备固定化反硝化聚磷菌于无菌条件下，将反硝化聚磷菌浓缩液和预先灭菌的所述改性竹炭生物炭混合并搅拌以形成混合液，将所述混合液制成固定化小球并冷却静置得固定化反硝化聚磷菌，所述反硝化聚磷菌浓缩液包括反硝化聚磷菌，所述反硝化聚磷菌为不动杆菌；(4)氮磷去除将所述固定化反硝化聚磷菌置于EBPR系统中，并对所述养殖废水进行净化处理。
2.根据权利要求1所述的养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，所述惰性气体包括氮气、氩气、氦气和氖气中的至少一种，所述惰性气体的气流量的300-500mL/min，所述烧制的温度为700-1000℃，烧制时间为0.5-3h，升温速率为5-15℃/min。
3.根据权利要求1所述的养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，所述筛分采用100目筛，且筛分后得所述竹炭颗粒的粒径为0.15-0.18mm。
4.根据权利要求1所述的养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，所述竹炭颗粒采用水浸洗至浸出液的pH值恒定，并采用100-120℃的恒温箱干燥20-40min。
5.根据权利要求1所述的养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，所述镁盐为0.4-0.6mol/L的氯化镁，所述铁盐为0.01-0.05mol/L的氯化铁。
6.根据权利要求1所述的养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，所述反硝化聚磷菌为不动杆菌Acinetobactersp，来源于厌氧区活性污泥。
7.根据权利要求1所述的养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，所述反硝化聚磷菌依次经厌氧区活性污泥分离纯化、筛选、鉴定而得。
8.根据权利要求1所述的养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，所述反硝化聚磷菌浓缩液的制备包括于无菌条件下，将所述反硝化聚磷菌接种到富磷培养基中得菌液，将所述菌液离心后得菌体并依次采用碳酸氢钠溶液、无菌水冲洗，再转移至缺磷培养基中培养后离心。
9.根据权利要求1所述的养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，所述固定化小球以海藻酸钠和聚乙烯醇作为包埋剂加入CaCl2和H3BO3的混合溶液固定24h可得。
10.根据权利要求1所述的养殖废水的氮磷去除方法，其特征在于，所述EBPR系统通过好氧、厌氧循环处理而净化所述养殖废水，所述养殖废水中的N/P比控制在8以上。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的在于提供一种养殖废水的氮磷去除方法，此方法可有效去除水质中的氮磷，产生的污泥量更低，更易进行泥水分离，避免了传统技术中聚磷菌和反硝化菌对碳源的竞争，实现一碳多用，可减少碳源的投加量。
为实现上述目的，本发明提供了养殖废水的氮磷去除方法，包括步骤：
(1)制备竹炭生物炭
将楠竹切割后于惰性气体中烧制、筛分得竹炭颗粒，将所述竹炭颗粒浸洗、干燥得竹炭生物炭；
(2)改性竹炭生物炭
将所述竹炭生物炭浸泡于含有镁盐和铁盐的混合溶液中振荡，再过滤、干燥；
(3)制备固定化反硝化聚磷菌
于无菌条件下，将反硝化聚磷菌浓缩液和预先灭菌的所述改性竹炭生物炭混合并搅拌以形成混合液，将所述混合液制成固定化小球并冷却静置得固定化反硝化聚磷菌，所述反硝化聚磷菌浓缩液包括反硝化聚磷菌，所述反硝化聚磷菌为不动杆菌；
(4)氮磷去除
将所述固定化反硝化聚磷菌置于EBPR系统中，并对所述养殖废水进行净化处理。
与现有技术相比，本发明的养殖废水的氮磷去除方法至少具有下述技术效果。
(1)选择竹炭生物炭作为菌的固定化载体，楠竹是一种多孔性材料，经过高温烧制后细胞壁炭化，可以形成类似六角形的孔隙，孔隙分布丰富，比面积大，吸附力强，具有独有的多孔性能和较多碱性官能团结构。其炭质气孔和碱性官能团能有效地吸附水体的氮、磷化合物，也可以将菌固定在生物竹炭上，以去除水体中的污染物。
(2)竹炭生物炭可以吸附水中的磷酸盐离子，附着在生物炭表面的镁盐和铁盐中的铁、镁离子可以将磷酸盐转化成不溶态的沉淀而进一步使水体中的氮、磷污染降低。
(3)采用反硝化聚磷菌，可实现水体中总磷和硝酸盐有效去除，避免了传统技术中聚磷菌和反硝化菌对碳源的竞争，实现一碳多用，减少碳源的投加量，并达到环境治理的目的；该方法简单高效。
(4)养殖废水具有高COD，高氨，高悬浮物，且具有激素、抗生素等对微生物有抑制作用的化合物，同时在实际情况中，养殖废水中的聚糖菌和反硝化聚磷菌存在竞争关系，聚糖菌的过度繁殖会抑制反硝化聚磷菌的生长从而导致系统中除磷效果的恶化。本发明将反硝化聚磷菌采用改性竹炭生物炭进行固定，可以提高反硝化聚磷菌抗冲击负荷能力和对极端环境的耐受能力，还可以避免反硝化聚磷菌随出水流失以维持较高的浓度，从而产生更少的污泥，更易于泥水分离，对水体中的氮、磷去除效果更佳。
在一些实施方案中，所述惰性气体包括氮气、氩气、氦气和氖气中的至少一种，所述惰性气体的气流量的300-500mL/min，所述烧制的温度为700-1000℃，烧制时间为0.5-3h，升温速率为5-15℃/min。
在一些实施方案中，所述筛分采用100目筛，且筛分后得所述竹炭颗粒的粒径为0.15-0.18mm。
在一些实施方案中，所述竹炭颗粒采用水浸洗至浸出液的pH值恒定，并采用100-120℃的恒温箱干燥20-40min。
在一些实施方案中，所述镁盐为0.4-0.6mol/L的氯化镁，所述铁盐为0.01-0.05mol/L的氯化铁。
在一些实施方案中，所述反硝化聚磷菌为不动杆菌Acinetobactersp，来源于厌氧区活性污泥。
在一些实施方案中，所述反硝化聚磷菌依次经厌氧区活性污泥分离纯化、筛选、鉴定而得。
在一些实施方案中，所述反硝化聚磷菌浓缩液的制备包括于无菌条件下，将所述反硝化聚磷菌接种到富磷培养基中得菌液，将所述菌液离心后得菌体并依次采用碳酸氢钠溶液、无菌水冲洗，再转移至缺磷培养基中培养后离心。
在一些实施方案中，所述固定化小球以海藻酸钠和聚乙烯醇作为包埋剂加入CaCl2和H3BO3的混合溶液固定24h可得。
在一些实施方案中，所述EBPR系统通过好氧、厌氧循环处理而净化所述养殖废水，所述养殖废水中的N/P比控制在8以上。
（发明人：毛航球;杨秋婵;张保安）