公布日：2023.01.06
申请日：2022.10.20
分类号：C12N1/36(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C12R1/01(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明提供一种快速驯化厌氧氨氧化菌的方法，涉及新型高效脱氮技术领域，包含以下步骤：构建耦合生物系统，然后向耦合生物系统内投加含有氯化铵和亚硝酸钠的模拟废水，用无水碳酸钠调节pH为7-8后加入微量元素营养液，采用高纯氮气向耦合系统内进行曝气，以排除系统内可能残存的空气，对反应器内的污泥和出水定期取样、监测；待反应器内污泥出现较为明显的红棕色且出水中氨氮、亚硝态氮得到较为显著的去除后，即完成厌氧氨氧化菌的驯化。本申请利用厌氧活性污泥，利用传统微生物降解含氮污染物原理，引入铁氧化物复合材料作为电子载体催化含氮污染物的降解过程，提高了传统生物法的降解效率，探究了强化含氮污染物降解的新途径，降低了成本。
权利要求书
1.一种快速驯化厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于：包含以下步骤：构建耦合生物系统，然后向耦合生物系统内投加含有氯化铵和亚硝酸钠的模拟废水，用无水碳酸钠调节pH为7-8后加入微量元素营养液，采用高纯氮气向耦合系统内进行曝气，以排除系统内可能残存的空气，对反应器内的污泥和出水定期取样、监测；待反应器内污泥出现较为明显的红棕色且出水中氨氮、亚硝态氮得到较为显著的去除后，即完成厌氧氨氧化菌的驯化。
2.根据权利要求1所述的快速驯化厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于：构建耦合生物系统包含以下步骤：取适量的城镇污水处理厂脱氮工艺段的硝化污泥，清洗干净后加入到反应器内，同时向反应器内投加适量的铁氧化物复合材料，构建耦合生物系统。
3.根据权利要求2所述的快速驯化厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于：所述铁氧化物复合材料为Fe3O4@MIL-101（Fe），投放量为1g/L。
4.根据权利要求1所述的快速驯化厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于：所述模拟废水中氯化铵为50mg/L，亚硝酸钠为85.1mg/L，微量元素营养液为SL-4，添加量为10mL/L。
5.一种探究厌氧氨氧化菌在复杂环境下的脱氮性能的方法，其特征在于：包含以下步骤：S1：配置定量浓度的NH4Cl溶液投加到驯化完成的厌氧氨氧化菌中，再分别配置不同浓度的NaNO2溶液投加到该污泥中，再加入一定量SL-4溶液，用Na2CO3调节pH，密闭该铁氧化物复合材料耦合厌氧生物系统，在特定时间内进行取样分析，并用紫外分光光度计测定氨氮和亚硝态氮的浓度；S2：在铁氧化物复合材料耦合厌氧生物系统中，在特定时间取样分析，评价和分析在复杂环境条件下的厌氧氨氧化工艺的长期稳定运行性能。
6.根据权利要求5所述的探究厌氧氨氧化菌在复杂环境下的脱氮性能的方法，其特征在于：所述S1中定量浓度的NH4Cl溶液的浓度为13.08mg/L；不同浓度的NaNO2分别为12.7mg/L、17.26mg/L、21.82mg/L。
7.根据权利要求5所述的探究厌氧氨氧化菌在复杂环境下的脱氮性能的方法，其特征在于：所述S2中认定时间为81、84、87、90、93、96天。
8.根据权利要求5所述的探究厌氧氨氧化菌在复杂环境下的脱氮性能的方法，其特征在于：所述探究和分析方法为测定反应器的氨氮和亚硝态氮浓度，判定反应器的长期稳定运行情况。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中厌氧氨氧化菌生长缓慢、启动过程长活性易受抑制和较难培养的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种快速驯化厌氧氨氧化菌的方法，包含以下步骤：构建耦合生物系统，然后向耦合生物系统内投加含有氯化铵和亚硝酸钠的模拟废水，用无水碳酸钠调节pH为7-8后加入微量元素营养液，采用高纯氮气向耦合系统内进行曝气，以排除系统内可能残存的空气，对反应器内的污泥和出水定期取样、监测；待反应器内污泥出现较为明显的红棕色且出水中氨氮、亚硝态氮得到较为显著的去除后，即完成厌氧氨氧化菌的驯化。
优选的，构建耦合生物系统包含以下步骤：取适量的城镇污水处理厂脱氮工艺段的硝化污泥，清洗干净后加入到反应器内，同时向反应器内投加适量的铁氧化物复合材料，构建耦合生物系统。
优选的，所述铁氧化物复合材料为Fe3O4@MIL-101（Fe），投放量为1g/L。
优选的，所述模拟废水中氯化铵为50mg/L，亚硝酸钠为85.1mg/L，微量元素营养液为SL-4，添加量为10mL/L。
本申请还提供了一种探究厌氧氨氧化菌在复杂环境下的脱氮性能的方法，包含以下步骤：S1：配置定量浓度的NH4Cl溶液投加到驯化完成的厌氧氨氧化菌中，再分别配置不同浓度的NaNO2溶液投加到该污泥中，再加入一定量SL-4溶液，用Na2CO3调节pH，密闭该铁氧化物复合材料耦合厌氧生物系统。在特定时间内进行取样分析，并用紫外分光光度计测定氨氮和亚硝态氮的浓度；S2：在铁氧化物复合材料耦合厌氧生物系统中，在特定时间取样分析，评价和分析在复杂环境条件下的厌氧氨氧化工艺的长期稳定运行性能。
优选的，所述S1中定量浓度的NH4Cl溶液的浓度为13.08mg/L；不同浓度的NaNO2分别为12.7mg/L、17.26mg/L、21.82mg/L。
优选的，所述S2中认定时间为81、84、87、90、93、96天。
优选的，所述探究和分析方法为测定反应器的氨氮和亚硝态氮浓度，判定反应器的长期稳定运行情况。
本发明实施例公开的一种快速驯化厌氧氨氧化菌的方法并探究其在复杂环境下脱氮性能的处理方法，依照该发明，不需要复杂的反应要求与条件，仅加入少量铁氧化物复合材料即可增强厌氧生物对含氮污染物的降解效率，强化厌氧氨氧化污泥的驯化。此外，铁氧化物复合材料在外加磁场的作用下可以被回收，并可被多次重复使用，可进一步降低废水处理成本。本发明利用厌氧活性污泥，利用传统微生物降解含氮污染物原理，引入铁氧化物复合材料作为电子载体催化含氮污染物的降解过程，提高了传统生物法的降解效率，探究了强化含氮污染物降解的新途径，降低了成本，具有较高的实际应用意义。
（发明人：石健;邵焕楠;袁素涓;欧昌进;秦娟;廖志鹏）