CN102060380A - 一种醌类化合物修饰的生物载体及其在加速微生物反硝化过程中的应用 - Google Patents
一种醌类化合物修饰的生物载体及其在加速微生物反硝化过程中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102060380A CN102060380A CN2010105653190A CN201010565319A CN102060380A CN 102060380 A CN102060380 A CN 102060380A CN 2010105653190 A CN2010105653190 A CN 2010105653190A CN 201010565319 A CN201010565319 A CN 201010565319A CN 102060380 A CN102060380 A CN 102060380A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quinones
- carrier
- bio
- modified
- vector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y02W10/12—
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种醌类化合物修饰的生物载体及其在加速微生物反硝化过程中的应用。所述醌类化合物修饰的生物载体是以醌类化合物对其载体进行修饰反应制得的，其制备方法如下：所述修饰反应是在亚甲基双萘磺酸钠的水溶液中进行的，所述载体、醌类化合物、亚甲基双萘磺酸钠和水的重量份数比为20~30:10~20:0.5~5：500~1000；调pH为5~9，温度60~120℃，搅拌条件下反应3~10小时。本发明还包括所述醌类化合物修饰的生物载体在加速微生物反硝化过程中的应用。本发明的优点是所述的醌类化合物修饰的生物载体与微生物相容性好、修饰工艺简单、生产成本低，适用于多种醌类化合物对多种生物载体的修饰，并能够强化和调控微生物反硝化过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种醌类化合物修饰的生物载体及其在加速微生物反硝化过程中的应用。
背景技术
随着工农业生产的迅速发展和人口的不断增长，未经处理或未经适当处理的含氮废水的大量排放，使水环境质量严重恶化，对人体健康以及动、植物的生存产生严重的危害。氮是引起水体富营养化的主要因素，大量含有氮营养盐的污水直接排入受纳水体后，会导致藻类和其它水生植物的异常增长，消耗水中的溶解氧，造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏；水体中氨污染物可在微生物的作用下继续氧化成硝酸盐氮，硝酸盐本身对人体并无危害，但可能在人体中被还原为亚硝酸胺，而亚硝酸胺己被确认为致癌、致畸、致突变的物质，对人体健康有严重的潜在威胁。与此同时，近20～30年间，我国对于氮的排放标准越来越严格，氮的考核内容也由单一的氨氮指标发展到总氮的考核指标，开发新型的废水脱氮技术已经成为水处理领域研究和应用的热点。氨氮是国家实现水污染控制总量控制的污染物，水体中氨氮含量过高会引起水质富营养化，导致水体中某些藻类过度繁殖,其它生物生长受到影响，从而破坏了水生生态系统，导致水质恶化并影响到其使用功能。采取何种高效低耗脱氮技术已成为当前水处理领域的研究热点与难点问题。但迄今为止，尚没有成功的高效低耗技术和工艺能解决此问题。目前脱氮方法主要有：物理化学法和生物法。物理化学法包括折点加氯法、化学沉淀法、离子交换法、吹脱法、液膜法和高级氧化脱氮法等，这些方法存在污染物转移而没有彻底去除或成本过高的缺点。生物脱氮技术具有工艺简单，成本低廉，较易推广等特点，但传统生物脱氮工艺及其改进工艺存在着水力停留时间长，基建运行费用高等问题。为了解决上述问题，近年有关生物脱氮方面的突破性理论有：短程硝化反硝化, 厌氧氨氧化、同步硝化反硝化工艺、同步脱硫反硝化和电极生物膜反硝化。但现行的大多生物脱氮处理技术仍存在着两个瓶颈问题：（1）工艺、设备的投资及运行费用相对较高；（2）生物脱氮效率低。因此，寻求高效、低耗生物脱氮新型工艺技术已成为目前水污染控制工程及环境水化学、水环境微生物学研究的重点和焦点。
最近20多年，许多研究发现氧化还原介体具有催化强化偶氮染料、硝基芳香胺、聚卤代化合物、高氯酸盐、砷等污染物厌氧生物转化作用，为污染物高效生物脱氮提供了新的研究思路，但目前没有关于醌类化合物修饰的生物载体加速这些污染物厌氧生物降解的研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种醌类化合物修饰生物载体及其在加速微生物反硝化过程中的应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
一、 技术方案1：
本发明所述醌类化合物修饰的生物载体是以醌类化合物对其载体进行修饰反应制得的，其制备方法如下：
所述修饰反应是在亚甲基双萘磺酸钠的水溶液中进行的，所述载体、醌类化合物、亚甲基双萘磺酸钠和水的重量份数比为20~30: 10~20: 0.5~5：500~1000；调pH为5~9，温度60~120 ℃，搅拌条件下反应3~10小时。
所述载体为涤纶布、化纤填料或醛化丝。
所述醌类化合物为分散翠蓝S-GL、分散红3B、分散紫HFRL、分散蓝2BLN、颜料黄147C.I.60645、颜料红177C.I.65300或颜料蓝60 C.I.69800。
二、技术方案2：
本发明所述的醌类化合物修饰的生物载体在加速微生物反硝化过程中的应用。
本发明的有益效果是本发明所述的醌类化合物修饰的生物载体具有与微生物相容性好、修饰工艺简单、生产成本低的优点，适用于多种醌类化合物对多种生物载体的修饰，并能够强化和调控微生物反硝化过程。修饰的醌类化合物生物载体，除具有生物载体原基本特征外，还具有加速微生物反硝化过程的催化特征。
附图说明
图1是分散翠兰S-GL修饰的生物载体的外观图；
图2是分散翠兰S-GL修饰的生物载体对硝酸盐的微生物降解加速效果图；
图3是分散翠兰S-GL修饰的生物载体循环使用加速效果图。
具体实施方式
实施例1-实施例21的组分及其配比见附表1；
实施例1-实施例21的反应条件及加速倍数见附表2。
一、实施例1的具体步骤及其产物的用途试验：
1、实施例1的具体步骤如下：
将0.5 g的亚甲基双萘磺酸钠加入到500 mL的水中形成亚甲基双萘磺酸钠的水溶液，然后将10 g的分散翠兰S-GL及20 g的涤纶布加入到上述水溶液中，以醋酸调pH=5，120℃修饰10小时，并不断搅拌，修饰完毕后的涤纶布用自来水清洗3~5次，晾干后备用，如附图1所示。
2、本实施例1的醌类化合物修饰的生物载体在加速微生物反硝化过程中的应用试验：
取本实施例1所制得的醌类化合物修饰的生物载体2g，悬浮于50mL含对数生长期反硝化微生物的浓度为500mg/L硝酸盐废水中，进行生物降解。
结果如附图2所示，在图2中，●: 分散翠兰S-GL修饰涤纶布；◆: 空白涤纶布。醌类化合物修饰的生物载体可加速微生物对硝酸盐的降解速度，在12h时投加醌类化合物修饰的生物载体的降解率达到96.66%，而投加空白涤纶布的降解率为49.5%，降解率增加2倍。
3、本实施例1的醌类化合物修饰的生物载体的循环使用说明：
为考察本发明在实际中应用的前景，需要进行醌类化合物修饰的生物载体的循环使用研究，如附图3所示，在图3中，■: 第一次循环；▲: 第二次循环；×: 第三次循环；+: 空白涤纶布。
本发明的醌类化合物修饰的生物载体使用3次后，加速作用降低较小，说明本发明具有一定的应用基础。
二、实施例2的具体步骤及其产物的用途试验：
1、实施例2的具体步骤与实施例1相同。
2、本实施例2的醌类化合物修饰的生物载体在加速微生物反硝化过程中的应用试验：
取本实施例2所制得的醌类化合物的修饰生物载体2g，悬浮于50mL含对数生长期反硝化微生物的浓度为500mg/L硝酸盐废水中，进行生物降解。醌类化合物修饰生物载体可加速硝酸盐的降解速度，增加1.5倍。
三、实施例3的具体步骤及其产物的用途试验：
1、实施例3的具体步骤与实施例1相同。
2、本实施例3的醌类化合物修饰的生物载体在加速微生物反硝化过程中的应用试验：
取本实施例3所制得的醌类化合物修饰的生物载体2g，悬浮于50mL含对数生长期反硝化微生物的浓度为500mg/L硝酸盐废水中，进行生物降解。醌类化合物修饰生物载体可加速硝酸盐的降解速度，增加1.3倍。
四、实施例4-实施例21的具体步骤及其产物的用途试验：
实施例4-实施例21的具体步骤及其产物的用途试验与实施例1相同。它们的降解效果见附表2。
附表1：实施例1-实施例21的组分及其配比表
注：A-分散翠兰S-GL、B-分散红3B、C-分散紫HFRL、D-分散蓝2BLN、E-颜料黄147 C.I.60645、F-颜料红 177 C.I.65300、G-颜料兰 60 C.I.69800。
附表2：实施例1-实施例21的反应条件及加速倍数表
注：加速倍数为使用2 g的醌类化合物修饰的生物载体，对悬浮于500 mL含对数生长期反硝化微生物的浓度为500 mg/L硝酸盐废水进行降解，降解率的增加倍数。
Claims (4)
1.一种醌类化合物修饰的生物载体，其特征在于所述醌类化合物修饰生的物载体是以醌类化合物对其载体进行修饰反应制得的，其制备方法如下：
所述修饰反应是在亚甲基双萘磺酸钠的水溶液中进行的，所述载体、醌类化合物、亚甲基双萘磺酸钠和水的重量份数比为20-30: 10-20: 0.5-5：500-1000；调pH为5-9，温度60-120 ℃，搅拌条件下反应3-10小时。
2.根据权利要求1所述的一种醌类化合物修饰的生物载体，其特征在于所述载体为涤纶布、化纤填料或醛化丝。
3.根据权利要求2所述的一种醌类化合物修饰的生物载体，其特征在于所述醌类化合物为分散翠蓝S-GL、分散红3B、分散紫HFRL、分散蓝2BLN、颜料黄147C.I.60645、颜料红177C.I.65300或颜料蓝60 C.I.69800。
4.根据权利要求1所述的醌类化合物修饰的生物载体在加速微生物反硝化过程中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010565319A CN102060380B (zh) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | 一种醌类化合物修饰的生物载体及其在加速微生物反硝化过程中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010565319A CN102060380B (zh) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | 一种醌类化合物修饰的生物载体及其在加速微生物反硝化过程中的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102060380A true CN102060380A (zh) | 2011-05-18 |
| CN102060380B CN102060380B (zh) | 2012-10-24 |
Family
ID=43995910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201010565319A Expired - Fee Related CN102060380B (zh) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | 一种醌类化合物修饰的生物载体及其在加速微生物反硝化过程中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102060380B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103936146A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-07-23 | 河北科技大学 | 一种醌类化合物修饰的尼龙膜生物载体制备方法及应用 |
| CN104003518A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-27 | 河北科技大学 | 一种醌基涤纶网功能材料及其应用 |
| CN111943351A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 河北科技大学 | 一种包埋蒽醌和脱氮硫杆菌的生物填料及硫自养反硝化脱氮方法 |
-
2010
- 2010-11-30 CN CN201010565319A patent/CN102060380B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 《CHEMOSPHERE》 20070710 Clicerio Aranda-Tamaura et al Effects of different quinoid redox mediators on the removal of sulphide and nitrate via denitrification 第1722页的摘要和1726页的结论部分 1-4 第69卷, * |
| 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 20100515 张立辉 耐盐菌降解偶氮染料及醌基修饰载体强化作用研究 第39-40页第4.1.4节，第4.1.6.2节，第43-45页第4.2.5节、表4-2 1-4 , 第5期 * |
| 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 20100515 张立辉 耐盐菌降解偶氮染料及醌基修饰载体强化作用研究 第39-40页第4.1.4节，第4.1.6.2节，第43-45页第4.2.5节、表4-2 1-4 , 第5期 2 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103936146A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-07-23 | 河北科技大学 | 一种醌类化合物修饰的尼龙膜生物载体制备方法及应用 |
| CN104003518A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-27 | 河北科技大学 | 一种醌基涤纶网功能材料及其应用 |
| CN104003518B (zh) * | 2014-05-27 | 2016-09-14 | 河北科技大学 | 一种醌基涤纶网功能材料及其应用 |
| CN111943351A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 河北科技大学 | 一种包埋蒽醌和脱氮硫杆菌的生物填料及硫自养反硝化脱氮方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102060380B (zh) | 2012-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hao et al. | A mechanistic review on aerobic denitrification for nitrogen removal in water treatment | |
| Gonzalez-Martinez et al. | New concepts in anammox processes for wastewater nitrogen removal: recent advances and future prospects | |
| Wang et al. | Advances and challenges of sulfur-driven autotrophic denitrification (SDAD) for nitrogen removal | |
| Qiao et al. | Novel single-stage autotrophic nitrogen removal via co-immobilizing partial nitrifying and anammox biomass | |
| Lotti et al. | Inhibition effect of swine wastewater heavy metals and antibiotics on anammox activity | |
| Zhang et al. | Start-up of the Canon process from activated sludge under salt stress in a sequencing batch biofilm reactor (SBBR) | |
| CN102060379B (zh) | 一种固定化醌类化合物在加速微生物反硝化过程中的应用 | |
| CN101654314A (zh) | 一种染料废水处理方法 | |
| CN101659500A (zh) | 一种染料废水处理系统 | |
| Gao et al. | Study of an innovative anaerobic (A)/oxic (O)/anaerobic (A) bioreactor based on denitrification–anammox technology treating low C/N municipal sewage | |
| CN103172175B (zh) | 一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的方法及装置 | |
| CN105621611A (zh) | 一种含氨废水短程硝化反硝化的快速启动方法 | |
| Rajitha et al. | Development and performance of halophilic microalgae-colonized aerobic granular sludge for treating seawater-based wastewater | |
| CN106434469B (zh) | 一种耐低温硝化菌剂及其制备方法和应用 | |
| CN104176819A (zh) | 一种原水生物预处理工艺的强化挂膜方法 | |
| Qian et al. | A novel integrated thiosulfate-driven denitritation (TDD) and anaerobic ammonia oxidation (anammox) process for biological nitrogen removal | |
| CN102060380B (zh) | 一种醌类化合物修饰的生物载体及其在加速微生物反硝化过程中的应用 | |
| Guo et al. | Screening of three ammonia-oxidizing bacteria and construction of compounding agent CCZU C6 in high-efficiency ammonia-oxidizing | |
| CN108640293B (zh) | 一种利用变化-恒定交替磁场强化的印染废水处理方法 | |
| Hu et al. | Removal of ammonia nitrogen from residual ammonium leaching solution by heterotrophic nitrification-aerobic denitrification process | |
| CN110564619A (zh) | 一种硝化菌剂及其制备方法 | |
| CN104450558A (zh) | 一种海洋厌氧氨氧化菌的富集培养方法 | |
| CN100381373C (zh) | 利用厌氧颗粒污泥培养硝化颗粒污泥的方法 | |
| Li et al. | Expansive microbial metabolic versatility and spatial biodiversity of anammox coupling with denitrification granular sludge under different feeding strategies | |
| Zhang et al. | Treatment of municipal wastewater by employing membrane bioreactors combined with efficient nitration microbial communities isolated by Isolation Chip with Plate Streaking technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121024 Termination date: 20191130 |