公布日：2023.03.10
申請(qǐng)日：2022.11.29
分類號(hào)：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
本發(fā)明涉及水體治理技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法。氮磷去除方法包括步驟：(1)將楠竹切割后于惰性氣體中燒制、篩分得竹炭顆粒，將竹炭顆粒浸洗、干燥得竹炭生物炭；(2)將竹炭生物炭浸泡于含有鎂鹽和鐵鹽的混合溶液中振蕩，再過(guò)濾、干燥；(3)于無(wú)菌條件下，將反硝化聚磷菌濃縮液和預(yù)先滅菌的改性竹炭生物炭混合并攪拌以形成混合液，將混合液制成固定化小球并冷卻靜置得固定化反硝化聚磷菌，反硝化聚磷菌濃縮液包括反硝化聚磷菌，反硝化聚磷菌為不動(dòng)桿菌；(4)將固定化反硝化聚磷菌置于EBPR系統(tǒng)中，并對(duì)養(yǎng)殖廢水進(jìn)行凈化處理。此方法可有效去除水質(zhì)中的氮磷，產(chǎn)生的污泥量更低，更易進(jìn)行泥水分離，可實(shí)現(xiàn)一碳多用，減少碳源的投加量。
權(quán)利要求書(shū)
1.養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，包括步驟：(1)制備竹炭生物炭將楠竹切割后于惰性氣體中燒制、篩分得竹炭顆粒，將所述竹炭顆粒浸洗、干燥得竹炭生物炭；(2)改性竹炭生物炭將所述竹炭生物炭浸泡于含有鎂鹽和鐵鹽的混合溶液中振蕩，再過(guò)濾、干燥；(3)制備固定化反硝化聚磷菌于無(wú)菌條件下，將反硝化聚磷菌濃縮液和預(yù)先滅菌的所述改性竹炭生物炭混合并攪拌以形成混合液，將所述混合液制成固定化小球并冷卻靜置得固定化反硝化聚磷菌，所述反硝化聚磷菌濃縮液包括反硝化聚磷菌，所述反硝化聚磷菌為不動(dòng)桿菌；(4)氮磷去除將所述固定化反硝化聚磷菌置于EBPR系統(tǒng)中，并對(duì)所述養(yǎng)殖廢水進(jìn)行凈化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，所述惰性氣體包括氮?dú)�、氬氣、氦氣和氖氣中的至少一種，所述惰性氣體的氣流量的300-500mL/min，所述燒制的溫度為700-1000℃，燒制時(shí)間為0.5-3h，升溫速率為5-15℃/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，所述篩分采用100目篩，且篩分后得所述竹炭顆粒的粒徑為0.15-0.18mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，所述竹炭顆粒采用水浸洗至浸出液的pH值恒定，并采用100-120℃的恒溫箱干燥20-40min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，所述鎂鹽為0.4-0.6mol/L的氯化鎂，所述鐵鹽為0.01-0.05mol/L的氯化鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，所述反硝化聚磷菌為不動(dòng)桿菌Acinetobactersp，來(lái)源于厭氧區(qū)活性污泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，所述反硝化聚磷菌依次經(jīng)厭氧區(qū)活性污泥分離純化、篩選、鑒定而得。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，所述反硝化聚磷菌濃縮液的制備包括于無(wú)菌條件下，將所述反硝化聚磷菌接種到富磷培養(yǎng)基中得菌液，將所述菌液離心后得菌體并依次采用碳酸氫鈉溶液、無(wú)菌水沖洗，再轉(zhuǎn)移至缺磷培養(yǎng)基中培養(yǎng)后離心。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，所述固定化小球以海藻酸鈉和聚乙烯醇作為包埋劑加入CaCl2和H3BO3的混合溶液固定24h可得。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，其特征在于，所述EBPR系統(tǒng)通過(guò)好氧、厭氧循環(huán)處理而凈化所述養(yǎng)殖廢水，所述養(yǎng)殖廢水中的N/P比控制在8以上。
發(fā)明內(nèi)容
基于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，此方法可有效去除水質(zhì)中的氮磷，產(chǎn)生的污泥量更低，更易進(jìn)行泥水分離，避免了傳統(tǒng)技術(shù)中聚磷菌和反硝化菌對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)一碳多用，可減少碳源的投加量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法，包括步驟：
(1)制備竹炭生物炭
將楠竹切割后于惰性氣體中燒制、篩分得竹炭顆粒，將所述竹炭顆粒浸洗、干燥得竹炭生物炭；
(2)改性竹炭生物炭
將所述竹炭生物炭浸泡于含有鎂鹽和鐵鹽的混合溶液中振蕩，再過(guò)濾、干燥；
(3)制備固定化反硝化聚磷菌
于無(wú)菌條件下，將反硝化聚磷菌濃縮液和預(yù)先滅菌的所述改性竹炭生物炭混合并攪拌以形成混合液，將所述混合液制成固定化小球并冷卻靜置得固定化反硝化聚磷菌，所述反硝化聚磷菌濃縮液包括反硝化聚磷菌，所述反硝化聚磷菌為不動(dòng)桿菌；
(4)氮磷去除
將所述固定化反硝化聚磷菌置于EBPR系統(tǒng)中，并對(duì)所述養(yǎng)殖廢水進(jìn)行凈化處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的養(yǎng)殖廢水的氮磷去除方法至少具有下述技術(shù)效果。
(1)選擇竹炭生物炭作為菌的固定化載體，楠竹是一種多孔性材料，經(jīng)過(guò)高溫?zé)坪蠹?xì)胞壁炭化，可以形成類似六角形的孔隙，孔隙分布豐富，比面積大，吸附力強(qiáng)，具有獨(dú)有的多孔性能和較多堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)。其炭質(zhì)氣孔和堿性官能團(tuán)能有效地吸附水體的氮、磷化合物，也可以將菌固定在生物竹炭上，以去除水體中的污染物。
(2)竹炭生物炭可以吸附水中的磷酸鹽離子，附著在生物炭表面的鎂鹽和鐵鹽中的鐵、鎂離子可以將磷酸鹽轉(zhuǎn)化成不溶態(tài)的沉淀而進(jìn)一步使水體中的氮、磷污染降低。
(3)采用反硝化聚磷菌，可實(shí)現(xiàn)水體中總磷和硝酸鹽有效去除，避免了傳統(tǒng)技術(shù)中聚磷菌和反硝化菌對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)一碳多用，減少碳源的投加量，并達(dá)到環(huán)境治理的目的；該方法簡(jiǎn)單高效。
(4)養(yǎng)殖廢水具有高COD，高氨，高懸浮物，且具有激素、抗生素等對(duì)微生物有抑制作用的化合物，同時(shí)在實(shí)際情況中，養(yǎng)殖廢水中的聚糖菌和反硝化聚磷菌存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，聚糖菌的過(guò)度繁殖會(huì)抑制反硝化聚磷菌的生長(zhǎng)從而導(dǎo)致系統(tǒng)中除磷效果的惡化。本發(fā)明將反硝化聚磷菌采用改性竹炭生物炭進(jìn)行固定，可以提高反硝化聚磷菌抗沖擊負(fù)荷能力和對(duì)極端環(huán)境的耐受能力，還可以避免反硝化聚磷菌隨出水流失以維持較高的濃度，從而產(chǎn)生更少的污泥，更易于泥水分離，對(duì)水體中的氮、磷去除效果更佳。
在一些實(shí)施方案中，所述惰性氣體包括氮?dú)�、氬氣、氦氣和氖氣中的至少一種，所述惰性氣體的氣流量的300-500mL/min，所述燒制的溫度為700-1000℃，燒制時(shí)間為0.5-3h，升溫速率為5-15℃/min。
在一些實(shí)施方案中，所述篩分采用100目篩，且篩分后得所述竹炭顆粒的粒徑為0.15-0.18mm。
在一些實(shí)施方案中，所述竹炭顆粒采用水浸洗至浸出液的pH值恒定，并采用100-120℃的恒溫箱干燥20-40min。
在一些實(shí)施方案中，所述鎂鹽為0.4-0.6mol/L的氯化鎂，所述鐵鹽為0.01-0.05mol/L的氯化鐵。
在一些實(shí)施方案中，所述反硝化聚磷菌為不動(dòng)桿菌Acinetobactersp，來(lái)源于厭氧區(qū)活性污泥。
在一些實(shí)施方案中，所述反硝化聚磷菌依次經(jīng)厭氧區(qū)活性污泥分離純化、篩選、鑒定而得。
在一些實(shí)施方案中，所述反硝化聚磷菌濃縮液的制備包括于無(wú)菌條件下，將所述反硝化聚磷菌接種到富磷培養(yǎng)基中得菌液，將所述菌液離心后得菌體并依次采用碳酸氫鈉溶液、無(wú)菌水沖洗，再轉(zhuǎn)移至缺磷培養(yǎng)基中培養(yǎng)后離心。
在一些實(shí)施方案中，所述固定化小球以海藻酸鈉和聚乙烯醇作為包埋劑加入CaCl2和H3BO3的混合溶液固定24h可得。
在一些實(shí)施方案中，所述EBPR系統(tǒng)通過(guò)好氧、厭氧循環(huán)處理而凈化所述養(yǎng)殖廢水，所述養(yǎng)殖廢水中的N/P比控制在8以上。
（發(fā)明人：毛航球;楊秋嬋;張保安）
