一種廢水處理用反硝化脫氮菌劑的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種廢水處理用反硝化菌劑的制備方法，屬于污廢水生物處理技術領域。具體制備方法為：(1)將具有反硝化作用的活性污泥接種至生物反應器中。(2)于缺氧條件下，維持生物反應器溫度為20～35℃，以全自動連續進水方式向生物反應器中添加反硝化菌培養基。(3)測定上述反應器對有機碳源的利用率，根據檢測結果，分等級投加不同用量的稀土，以提升最終制備得到的反硝化菌劑的脫氮性能。(4)在上述反應器對有機碳源的利用率達到85％時，將反應器中的部分培養液取出，離心分離制成濃縮菌懸液。(5)向濃縮菌懸液中加入保護劑，均勻干燥噴霧到經過滅菌的載體上，密封儲藏，即制成反硝化菌劑。本發明專利技術制備的反硝化脫氮菌劑的繁殖活化性能均較好，菌劑的反硝化速率較快，大于1.0mgNO3??N/(mg?VSS·d)。同時，本方法綠色環保，避免二次污染。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及污廢水生物處理
，更具體地說，涉及一種廢水處理用反硝化脫氮菌劑的制備方法。
技術介紹
反硝化脫氮技術是近年來廢水脫氮領域較為常見的一種技術，主要是利用微生物的反硝化作用實現廢水中硝態氮、亞硝態氮等污染物的去除，目前存在反硝化速率較低、處理效率較差等問題。針對上述問題，在反硝化脫氮過程中，通常通過降低處理負荷、增加污水停留時間、選用不同有機物作為電子供體、提升污泥沉降性等措施提高反硝化處理效果，從而保證出水能夠達到國家排放標準，不過這些措施的處理效果很不穩定，并且都會增加運行管理以及基建費用，產生經濟壓力。為解決這一難題，許多的研究者認為，通過篩選獲得反硝化菌或者富集反硝化菌群的方法是解決這一問題的最佳途徑。因此，制備反硝化菌劑成為反硝化脫氮技術中的研究熱點。目前，反硝化菌劑的研究主要集中于好氧反硝化菌劑制備和應用方面(如中國專利申請號201410179355.1，申請日為2014年4月30日，專利技術創造名稱為一種增強湖濱濕地脫氮功能的好氧反硝化菌劑制備和應用)、(如中國專利申請號201310054249.6，申請日為2013年2月20日，專利技術創造名稱為一種好氧反硝化菌劑及其制備與應用)。但是對缺氧條件下，反硝化菌劑的研究相對較少，而大多數反硝化作用都是在缺氧條件下進行的，所以本專利技術較上述專利的實用性更強、實用范圍更廣。稀土對微生物的作用機理主要包括兩個方面，首先是以微生物細胞膜為靶器官，與蛋白質、酶等生物大分子作用，從而影響細胞的某些生物功能和活性。目前的研究結果己發現稀土可以作用于細胞膜上的轉運蛋白或磷脂，提高膜的透性。其次，稀土元素活潑的化學性質和強絡合能力決定了在一定條件下可能成為微生物體內有害自由基的清除劑。有學者經研究發現，稀土可以促進厭氧污泥活性，但利用稀土促進反硝化菌劑的反硝化脫氮速率的方法未見報道。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種反硝化菌群的制備方法，制得的反硝化菌劑適應性強、反硝化速率高、具有一次投菌長期使用的功能。在系統穩定后便無需持續添加菌劑，大大節約了廢水處理的運行成本，提升了廢水處理運行的便利性。為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案為：一種廢水處理用反硝化菌劑的制備方法，其特征在于所述的復合反硝化脫氮菌劑是通過活性污泥法富集馴化得到的，在富集馴化培養過程中，反硝化菌群的外加碳源為檸檬酸鈉，同時向反硝化菌培養基中添加復合稀土加速反硝化進程，具體制備方法為：(1)將具有反硝化作用的活性污泥接種至生物反應器中，接種前需確定接種污泥的反硝化速率不低于0.55mgNO3--N/(mgVSS·d)；(2)缺氧條件下，維持生物反應器溫度為20～35℃，以全自動連續進水方式向生物反應器中添加反硝化菌培養基，反硝化菌培養基的組成是：KNO3為1.0～2.0g/L，K2HPO4為0.3～0.5g/L，KH2PO4為0.5～1.0g/L，MgSO4·7H2O為0.2～0.6g/L，CaCl2·2H2O為0.02～0.07g/L，微量元素溶液為0.5～1.0ml/L；24h后，提高反硝化菌培養基中K2HPO4、KH2PO4以及微量元素溶液的濃度，其中K2HPO4濃度范圍為0.2～2.0g/L，KH2PO4濃度范圍為0.5g～2.5g/L，微量元素溶液濃度為1.0～3.0ml/L；(3)在維持生物反應器溫度為20～35℃的條件下，向反硝化菌培養基投加有機碳源檸檬酸鈉(Na3C6H5O7·2H2O)，使其在培養基中的濃度為4.0～5.5g/L；(4)測定上述反應器對有機碳源的利用率，當上述反應器對有機碳源的利用率低于70％時，向反應器中加入至少一種硝酸稀土，硝酸稀土的加入量為按每克VSS加入4.0～5.0μg硝酸稀土；待上述反應器對有機碳源的利用率在70％～85％時，繼續向反應器中加入至少一種硝酸稀土，硝酸稀土的加入量為按每克VSS加入2.0～3.0μg硝酸稀土；待上述反應器對有機碳源的利用率高于85％時，反應器中則不再添加硝酸稀土；(5)在上述反應器對有機碳源的利用率達到85％時，將反應器中的部分培養液取出，離心分離制成濃縮菌懸液；(6)向濃縮菌懸液中加入保護劑，均勻干燥噴霧到經過滅菌的載體上，密封儲藏。進一步地，在上述方案中，步驟(2)所述反硝化菌培養基的pH范圍為6.5～7.5。進一步地，在上述方案中，步驟(2)所述微量元素溶液的組成為：CuSO4·5H2O為0.10～0.30g/L；FeCl3·6H2O為1.0～2.0g/L；MnCl2·4H2O為0.10～0.15g/L；ZnSO4·7H2O為0.10～0.15g/L；Na2MoO4·2H2O為0.02～0.06g/L；H3BO3為0.10～0.15g/L；KI為0.01～0.02g/L；CoCl2·6H2O為0.10～0.15g/L。進一步地，在上述方案中，以上步驟(4)中兩次所加入的硝酸稀土均可選用硝酸鑭(La(NO3)3·6H2O)、硝酸鈰(Ce(NO3)3·6H2O)、硝酸鐠H12N3O15Pr、硝酸釹(Nd(NO3)3·6H2O中的至少一種。進一步地，在上述方案中，反硝化過程中反應器的溫度應維持于20～35℃，pH范圍為6.5～7.5。進一步地，在上述方案中，步驟(5)中將反應器中的部分培養液取出，離心分離制成濃縮菌懸液，其離心條件為：8000～9500r/min，8～10min，25～30℃。進一步地，在上述方案中，步驟(6)所述保護劑為甘氨酸與甘油按質量比為1:2～3的混合物，保護劑的添加量為菌懸液的2.0～3.5倍。進一步地，在上述方案中，步驟(6)所述的載體為碳酸鉀、海藻酸鈣、甲殼素、白炭黑、硬脂酸鎂按重量比0.2::3:1:2:0.5混合而成，它們的粒徑均為80-100目。該載體可以保證在菌劑用于生物填料中附著性好的優點，還具有來源廣泛、成本低廉、使用方便、保藏期長、制備方法簡單等優點。與現有技術相比，本專利技術的有益效果體現在：(1)本專利技術的菌劑能夠快速增殖，從而減少初始成本。制得的復合反硝化菌劑適應性強，具有一次投菌長期使用的功能，在系統穩定后便無需持續添加菌劑，大大節約了廢水處理的運行成本，提升了廢水處理運行的便利性。且該菌劑廣泛適用于缺氧條件下硝態氮的去除，對環境友好，應用前景廣闊，具有較高的社會效益。(2)本專利技術是在生物法的基礎上，通過添加化學劑稀土實現對反硝化速率的提升，充分利用了生物法與化學法的優勢，使得反硝化菌劑的反硝化速率在1.0mgNO3--N/(mgVSS·d)以上，從而實現了對反硝化菌劑脫氮性能的提升。具體實施案例為進一步了解本專利技術的內容，下面結合實施例對本專利技術作進一步的描述。實施例1多晶硅太陽電池硝氮廢水處理用反硝化菌劑的制備(1)將具有反硝化作用的活性污泥接種至生物反應器中，接種前需確定接種污泥的反硝化速率不低于0.55mgNO3--N/(mgVSS·d)；(2)缺氧條件下，維持生物反應器溫度為20℃，以全自動連續進水方式向生物反應器中添加反硝化菌培養基，反硝化菌培養基的組成是：KNO3為1.0g/L，K2HPO4為0.3g/L，KH2PO4為0.5g/L，MgSO4·7H2O為0.2g/L，CaCl2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種廢水處理用反硝化菌劑的制備方法，其特征在于所述的復合反硝化脫氮菌劑是通過活性污泥法富集馴化得到的，在富集馴化培養過程中，反硝化菌群的外加碳源為檸檬酸鈉，同時向反硝化菌培養基中添加復合稀土加速反硝化進程，具體制備方法為：(1)將具有反硝化作用的活性污泥接種至生物反應器中，接種前需確定接種污泥的反硝化速率不低于0.55mgNO3??N/(mg?VSS·d)；(2)缺氧條件下，維持生物反應器溫度為20～35℃，以全自動連續進水方式向生物反應器中添加反硝化菌培養基，反硝化菌培養基的組成是：KNO3為1.0～2.0g/L，K2HPO4為0.3～0.5g/L，KH2PO4為0.5～1.0g/L，MgSO4·7H2O為0.2～0.6g/L，CaCl2·2H2O為0.02～0.07g/L，微量元素溶液為0.5～1.0ml/L；24h后，提高反硝化菌培養基中K2HPO4、KH2PO4以及微量元素溶液的濃度，其中K2HPO4濃度范圍為0.2～2.0g/L，KH2PO4濃度范圍為0.5g～2.5g/L，微量元素溶液濃度為1.0～3.0ml/L；(3)在維持生物反應器溫度為20～35℃的條件下，向反硝化菌培養基投加有機碳源檸檬酸鈉(Na3C6H5O7·2H2O)，使其在培養基中的濃度為4.0～5.5g/L；(4)測定上述反應器對有機碳源的利用率，當上述反應器對有機碳源的利用率低于70％時，向反應器中加入至少一種硝酸稀土，硝酸稀土的加入量為按每克VSS加入4.0～5.0μg硝酸稀土；待上述反應器對有機碳源的利用率在70％～85％時，繼續向反應器中加入至少一種硝酸稀土，硝酸稀土的加入量為按每克VSS加入2.0～3.0μg硝酸稀土；待上述反應器對有機碳源的利用率高于85％時，反應器中則不再添加硝酸稀土；(5)在上述反應器對有機碳源的利用率達到85％時，將反應器中的部分培養液取出，離心分離制成濃縮菌懸液。(6)向濃縮菌懸液中加入保護劑，均勻干燥噴霧到經過滅菌的載體上，密封儲藏。...

【技術特征摘要】
1.一種廢水處理用反硝化菌劑的制備方法，其特征在于所述的復合反硝化脫氮菌劑是通過活性污泥法富集馴化得到的，在富集馴化培養過程中，反硝化菌群的外加碳源為檸檬酸鈉，同時向反硝化菌培養基中添加復合稀土加速反硝化進程，具體制備方法為：(1)將具有反硝化作用的活性污泥接種至生物反應器中，接種前需確定接種污泥的反硝化速率不低于0.55mgNO3--N/(mgVSS·d)；(2)缺氧條件下，維持生物反應器溫度為20～35℃，以全自動連續進水方式向生物反應器中添加反硝化菌培養基，反硝化菌培養基的組成是：KNO3為1.0～2.0g/L，K2HPO4為0.3～0.5g/L，KH2PO4為0.5～1.0g/L，MgSO4·7H2O為0.2～0.6g/L，CaCl2·2H2O為0.02～0.07g/L，微量元素溶液為0.5～1.0ml/L；24h后，提高反硝化菌培養基中K2HPO4、KH2PO4以及微量元素溶液的濃度，其中K2HPO4濃度范圍為0.2～2.0g/L，KH2PO4濃度范圍為0.5g～2.5g/L，微量元素溶液濃度為1.0～3.0ml/L；(3)在維持生物反應器溫度為20～35℃的條件下，向反硝化菌培養基投加有機碳源檸檬酸鈉(Na3C6H5O7·2H2O)，使其在培養基中的濃度為4.0～5.5g/L；(4)測定上述反應器對有機碳源的利用率，當上述反應器對有機碳源的利用率低于70％時，向反應器中加入至少一種硝酸稀土，硝酸稀土的加入量為按每克VSS加入4.0～5.0μg硝酸稀土；待上述反應器對有機碳源的利用率在70％～85％時，繼續向反應器中加入至少一種硝酸稀土，硝酸稀土的加入量為按每克VSS加入2.0～3.0μg硝酸稀土；待上述反應器對有機碳源的利用率高于85％時，反應器中則不再添加硝酸稀土；(5)在上述反應器對有機碳源的利用率達到85％時，將反應器中的部分培養液取出，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：任洪強，黃輝，王慶，姜閱，
申請(專利權)人：南京大學，江蘇中宜金大環保產業技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32