CN106318885A - 一种玉米叶水解液及其制备方法和应用 - Google Patents

一种玉米叶水解液及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106318885A
CN106318885A CN201610693788.8A CN201610693788A CN106318885A CN 106318885 A CN106318885 A CN 106318885A CN 201610693788 A CN201610693788 A CN 201610693788A CN 106318885 A CN106318885 A CN 106318885A
Authority
CN
China
Prior art keywords
leaf
semen maydis
carbon source
hydrolyzed solution
corn leaf
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.)
Pending
Application number
CN201610693788.8A
Other languages
English (en)
Inventor
黄少斌
何嘉欣
周少锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201610693788.8A priority Critical patent/CN106318885A/zh
Publication of CN106318885A publication Critical patent/CN106318885A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/84—Biological processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/36—Adaptation or attenuation of cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

本发明公开了一种玉米叶水解液及其制备方法和应用，所述玉米叶水解液通过以下方法制备：(1)将玉米叶粉碎后，通过筛分，选取10～40目的玉米叶颗粒；(2)向玉米叶颗粒中加入水和氢氧化钠，使体系中玉米叶与水的固液比为45～90g/L，使氢氧化钠浓度为0.005～0.01mol/L；(3)将上述混合物于40℃～45℃振荡培养，处理时间为12～36h后制得玉米叶水解液。玉米叶水解液作为碳源时，螯台球菌TAD1可在50℃下12小时内对初始浓度为300mg/L硝酸盐氮去除率达96.5％以上，并且没有亚硝酸盐积累。将玉米叶水解液用于反硝化碳源可解决传统碳源成本高以及固体碳源效率低的难题。

Description

一种玉米叶水解液及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于环境工程、生物领域，涉及一种玉米叶水解液的制备及其作为好氧反硝化碳源在高温环境下脱除废水中的硝酸根与亚硝酸根的应用以及烟气中的氮氧化物NOX。
背景技术
氮污染最主要的来源是农业生产活动。农药化肥通过地表径流或降水带入等方式进入地表水体，造成富营养化，甚至污染地下水。另一方面，由于渔牧养殖产业的蓬勃发展，集约型养殖可能会对环境造成严重的危害，是潜在危险系数很高的污染源，造成了大量的含氮农业废水的排放，同样会造成水体富营养化及地下水的严重污染。由于能源需求日益强劲，化石燃料的用量与排放量不断增加，导致大气中活性氮浓度不断上升，然后又通过干湿沉降等方式转移到水体和土壤表面，通过氧化作用溶于水体中。氮污染不仅破坏生态系统，也严重危害到人体健康。
生物脱氮工艺已经广泛用于治理不同含氮化合物的废水，这是因为它投资和运营费用低以及对环境的二次污染较小。反硝化需要充足的外源有机碳作为电子供体将硝酸盐还原为氮气。在污水生物处理中，碳源费用占设备运行和管理成本一半以上。寻找高效低成本的碳源可以在一定程度上解决碳源成本高的问题。农林业有机物即木质纤维素物质由于其经济性以及来源广泛，有作为反硝化碳源的巨大潜力。但是有些农林业有机物如棉花有更高的经济价值，因此使用农林业废弃物作为反硝化碳源能在脱氮同时实现废物资源化，更具实际意义。由于纤维素是由线性的葡萄糖聚合物通过氢键连接，并与半纤维素和木质素紧密结合在一起，其复杂的三维结构会阻碍微生物获得可利用的碳源。另外，使用农林业有机物作固体碳源存在着许多问题亟待解决，如释碳速度无法控制，反硝化效率较低，需要较长的水力停留时间，容易造成填料堵塞等。因此，若先将农林业废弃物进行预处理，破坏木质素，从三维结构中分离纤维素和半纤维素，同时分解纤维素和半纤维素从而提高生物可降解性继而提高反硝化速率。J.B.Park等通过将废弃植物(主要是番茄叶和黄瓜叶)厌氧消化处理30天提取出富含有机碳的液体，将其作为碳源处理硝态氮含量大于300mg/L的水耕废水，去除率在维持在85％以上，但是30天的预处理时间过于耗时。因此，非常有必要探索出一种经济有效的农业废弃物作为反硝化碳源并通过低廉高效的预处理方法提高其脱氮性能。
发明内容
本发明之目的是提供一种低成本高效的反硝化碳源及其用途。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种玉米叶水解液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将玉米叶粉碎后，通过筛分，选取10～40目的玉米叶颗粒；
(2)向玉米叶颗粒中加入水和氢氧化钠，使体系中玉米叶与水的固液比为45～90g/L，使氢氧化钠浓度为0.005～0.01mol/L；
(3)将步骤(2)的混合物于40℃～45℃振荡培养，处理时间为12～36h后制得玉米叶水解液。
步骤(1)选取20～40目的玉米叶颗粒。
步骤(2)玉米叶与水的固液比为60g/L。
步骤(4)处理时间为24h。
上述方法制备的玉米叶水解液的应用，将玉米叶水解液作为反硝化碳源用于含氮废水的脱氮处理，或用于含氮氧化物NOx烟气脱硝处理。
所述含氮废水脱氮处理的温度为30～50℃；所述含氮氧化物NOX烟气脱硝处理的温度为30～50℃。
所述含氮废水的pH值为8.0±1.0。
应用的具体步骤是：将不含碳源的反硝化培养基成分加入玉米叶水解液中，并加入活化后螯台球菌(Chelatococcus daeguensis)TAD1的菌液，在初始温度为30～50℃，振荡培养12～36h；所述螯台球菌TAD1，由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其保藏编号是CGMCC No.5226。
所述螯台球菌TAD1经以玉米叶水解液为唯一碳源的反硝化培养基中驯化，保存于甘油管中。
所述反硝化培养基的成分如下(g/L)：KNO3 1；Na2HPO4·7H2O 0.8；KH2PO4 1.5；MgSO4·7H2O 0.2；微量元素溶液2mL；pH 7.0；所述微量元素溶液成份(g/L)：EDTA 50.0；ZnSO4 2.2；CaCl2 5.5；MnCl2·4H2O 5.06；FeSO4·7H2O 5.0；(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.1；CuSO4·5H2O 1.57；CoCl2·6H2O 1.61。
螯台球菌TAD1的活化：将甘油管保存的螯台球菌(Chelatococcus daeguensis)TAD1接种至液体种子培养基中在初始温度为50℃，160rpm的振荡培养箱培养12h；所述种子培养基的成分如下(g/L)：蛋白胨10，酵母提取物5，NaCl 5，pH 7.5。该培养基使用前在121℃下灭菌20min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)农业废弃物玉米叶经过简单的预处理后的到的水解液富含可生物降解的有机物，为好氧反硝化菌提供充足的碳源，能应用于快速处理硝酸盐废水或含NOx的烟气。
(2)玉米叶水解液作为碳源时，该菌株可在30～50℃下在12小时内对初始浓度为300mg/L硝酸盐氮去除率达96.5％以上，并且没有亚硝酸盐积累。
(3)该玉米叶水解液应用于反硝化碳源可解决生物脱氮工艺中传统碳源成本高以及固体碳源效率低的难题。
所述螯台球菌(Chelatococcus daeguensis)TAD1，由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，其保藏编号是CGMCCNo.5226，保藏日期为2011年9月6日。已在公开号CN102373169A的中国专利中公开，属于现有技术。
附图说明
图1为不同玉米叶粉碎粒径下其水解液作为反硝化碳源的性能比较图。
图2为不同NaOH浓度下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能比较图。
图3为不同固液比下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能比较图。
图4为不同预处理温度下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能比较图。
图5为不同预处理时间下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能比较图。
图6为不同初始NO3 --N浓度下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能比较图。
图7为烟气脱硝生物过滤系统示意图，鼓风机1、填料床2、支撑板3、循环液4、加热套5、循环泵6。
图8为在真实烟气环境下玉米叶水解液作为反硝化碳源的脱硝性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1：菌种的驯化
将玉米叶粉碎，加碱量为0.03mol/L，玉米叶与水的固液比为90g/L，在40℃下静置24h。将不含碳源的反硝化培养基成分加入其水解液中，灭菌后以10％体积比的接种量加入螯台球菌TAD1于其中，在初始温度为50℃，160rpm的振荡培养箱培养12h，然后移取10mL菌液至含90mL以玉米叶水解液为唯一碳源的反硝化培养基中，重复上述步骤三次。取0.1mL的菌液后加入无菌生理盐水稀释至10-1梯度的菌液，然后从10-1梯度的菌液中取0.1mL并稀释至10-2梯度的菌液，如此类推制备出10-1～10-8不同梯度的菌悬液，分别取0.1mL涂布至反硝化固体培养基，其中10-4～10-6做三个平行样，在恒温恒湿培养箱中放置24h。从平板上挑取能以玉米叶水解液为唯一碳源进行好氧反硝化的TAD1菌株，保存于甘油管中。
实施例2：玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能测定
1、不同玉米叶粉碎粒径下其水解液作为反硝化碳源的性能
考察不同的粉碎粒径对玉米叶释碳性能的影响，以及菌株TAD1利用其作为碳源进行好氧反硝化的情况，粒径10～20目、20～40目、40～80目、80目及更细，并以不经粉碎的玉米叶(10～20mm)作为对比。具体操作步骤如下：
保持预处理的其他条件不变，加碱量为0.03mol/L，玉米叶与水的固液比为90g/L，温度为40℃，处理24h后得到水解液。将不含碳源的反硝化培养基成分加入90mL的玉米叶水解液中，灭菌后加入10mL活化后TAD1的菌液于其中，在初始温度为50℃，160rpm的振荡培养箱培养12h。
测定预处理24h后的玉米叶水解液的COD，取接种TAD1后0h和12h的样检测硝酸氮、亚硝酸氮，结果如图1所示，随着玉米叶粒径不断减少，水解液中的COD不断增高，最高达20.53g/L。但是玉米叶粒径越小，吸水率越高，水解液中含水量越低，COD也会因此上升。硝酸盐去除率在20～40目粒径时达到峰值78.70％，所利用的玉米叶COD浓度为10.65g/L。在粒径为10～20目时，COD为5.90g/L，NO3 --N去除率为75.08％，与最大值相差不远。虽然在5种不同粒径下培养12h后的NO2 --N积累不超过5.88mg/L，但是NO2 --N比NO3 --N对生物有更严重的危害。NO2 --N浓度先减少后增加，在粒径为10～20目、20～40目时没有亚硝酸盐的积累。由此可见，COD的增加与反硝化率并不是正相关。这可能由于粒径越小，比表面积越大，玉米叶更能充分被NaOH水解，从而更进一步分解木质纤维素，但是粒径太小的玉米叶可能更彻底分解为一些碳水化合物，它们并不能有效促进TAD1的生长。另外，粉碎粒径越小，成本越高。因此，从经济角度考虑，10～40目的粒径可以帮助玉米叶释放出合适的碳源供TAD1利用进行好氧反硝化。
2、不同NaOH浓度下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能
玉米叶粉碎粒径为10～40目，玉米叶与水的固液比为90g/L，预处理温度为40℃，预处理时间为24h，设置NaOH浓度为0、0.005、0.01、0.02、0.03和0.04mol/L。接种10mL菌液进入90mL的含反硝化培养基成分的玉米叶水解液中，在初始温度为50℃，160rpm的振荡培养箱培养12h，考察NaOH浓度对释出COD和TAD1利用其水解液作碳源进行好氧反硝化的影响。
测定预处理24h后的玉米叶水解液的COD，取接种TAD1后0h和12h的样检测硝酸氮、亚硝酸氮，结果如图2所示，玉米叶中的內源微生物如纤维素降解菌会有助于玉米叶溶出小分子有机碳，但高碱度可能抑制这些微生物的生长，使水解液中的COD降低。在六种不同NaOH浓度处理后的水解液的COD值均大于9g/L，但NO3 --N去除率却有显著的差异，说明当NaOH高于0.01mol/L时，水解液中的有机碳并不适于TAD1利用，从而降低NO3 --N去除率。在不同NaOH浓度处理后的水解液作为碳源时，均没有NO2 --N的积累。因此，0.01mol/L的NaOH浓度是预处理的最优条件。由于预处理所需的碱浓度很低，预处理的费用大大节省。
3、不同固液比下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能比较
粉碎粒径为10～40目，NaOH浓度为0.01mol/L，预处理温度为40℃，预处理时间为24h，设置玉米叶与水的固液比分别为30、45、60、75、90g/L。接种10mL菌液进入90mL的含反硝化培养基成分的玉米叶水解液中，在初始温度为50℃，160rpm的振荡培养箱培养12h，考察固液比对释出COD和TAD1利用其水解液作碳源进行好氧反硝化的影响。
测定预处理24h后的玉米叶水解液的COD，取接种TAD1后0h和12h的样检测硝酸氮、亚硝酸氮，结果如图3所示，COD与固液比呈正相关。NO3 --N去除率在比为60g/L时达到最大值89.81％(此时COD为9.27g/L)，当固液比进一步增加时，NO3 --N去除率并没有随之提高。在不同固液比处理后的水解液作为碳源时，NO3 --N去除率均高于83％，但是当固液比为30g/L时，12h后NO2 --N浓度高达32.50mg/L，而其他固液比下均没有NO2 --N的积累，表明30g/L不足以使玉米叶释出足够的有机碳供给TAD1进行好氧反硝化。因此，60g/L的固液比是最适宜的预处理条件。
4、不同预处理温度下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能比较
粉碎粒径为10～40目，NaOH浓度为0.01mol/L，玉米叶与水的固液比为60g/L，预处理时间为24h，设置预处理温度为30、35、40、45、50、55、60℃，接种10mL菌液进入90mL的含反硝化培养基成分的玉米叶水解液中，在初始温度为50℃，160rpm的振荡培养箱培养12h，考察温度对玉米叶溶出COD和TAD1利用其水解液作碳源进行好氧反硝化的影响。
测定预处理24h后的玉米叶水解液的COD，取接种TAD1后0h和12h的样检测硝酸氮、亚硝酸氮，结果如图4所示，COD随着温度的增加先上升后下降，在40℃时达到最大值10.82g/L。NO3 --N去除率在30～45℃时并没有明显差别，均高于90％。但是在30℃和40℃下，12h后NO2 --N分别积累了3.2mg/L和3.0mg/L，而预处理温度高于40℃时并没有亚硝酸盐的存在。这可能是由于有能力把玉米叶分解为可被TAD1所利用的有机碳源的內源微生物适宜在40～45℃下生长，温度高于45℃抑制这些微生物的生长，COD和NO3 --N去除率均急剧下降。因此，从经济角度考虑，40℃是最适宜的预处理温度。
5、不同预处理时间下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能比较
粉碎粒径为10～40目，NaOH浓度为0.01mol/L，玉米叶与水的固液比为60g/L，预处理温度为40℃，设置预处理时间为6、12、18、24、30、36、48h，接种10mL菌液进入90mL的含反硝化培养基成分的玉米叶水解液中，考察温度对玉米叶溶出COD和TAD1利用其水解液作碳源进行好氧反硝化的影响。
测定预处理后的玉米叶水解液的COD，取接种TAD1后0h和12h的样检测硝酸氮、亚硝酸氮，结果如图5所示，COD随着预处理时间先增加后减少，在18h达到峰值11.03g/L，当预处理时间超过24h后COD急剧下降。NO3 --N去除率最大值为92.02％出现在24h的预处理时间，虽然48h的NO3 --N去除率为85.82％，但是NO2 --N积累了9.80mg/L。以上现象是由于时间过短不足以溶出适量的可供TAD1所利用的有机碳，而时间过长就会有机碳会被內源微生物消耗，因此预处理时间过短或过长都会造成不完全反硝化。经过合适的预处理时间后，玉米叶会分解一些可生物利用的小分子有机碳，同时一些內源微生物如纤维素降解菌会分解难降解的木质纤维素使其转化为可被TAD1所利用的碳源。因此，24h的预处理时间可以使玉米叶水解液中富含易被TAD1利用的碳源。
6、不同初始NO3 --N浓度下玉米叶水解液作为反硝化碳源的性能比较
粉碎粒径为10～40目，NaOH浓度为0.01mol/L，玉米叶与水的固液比为60g/L，预处理温度为40℃，预处理时间为24h。初始NO3 --N浓度为100、150、200、250、300mg/L，保持玉米叶浓度不变，接种10mL菌液进入90mL的含反硝化培养基成分的玉米叶水解液中，考察不同初始NO3 --N对玉米叶水解液作为反硝化碳源的影响。
测定预处理24h后的玉米叶水解液的COD，取接种TAD1后0h和10h的样检测硝酸氮、亚硝酸氮，结果如图6所示，在初始NO3 --N为0～250mg/L时，硝酸盐去除率和反硝化率都与浓度呈正相关，最大值在250mg/L时获得，分别为96.91％与24.55mg/(L h)。而当浓度为300mg/L时，处理10h后，NO3 --N去除率为96.61mg/L，但伴随着17.05mg/L的亚硝酸盐积累，处理12h后亚硝酸盐消耗殆尽，反硝化率为24.32mg/(L h)。玉米叶水解液碳源的反硝化性能比传统碳源高效可能是玉米叶水解后有各种各样可利用的糖类以及有机酸类碳源为微生物提供电子供体，使其代谢活动更加旺盛，在短时间内进入对数生长期，快速利用氮源达到脱氮的目的。
实施例3：玉米叶水解液碳源用于真实烟气脱硝处理
利用生物滴滤塔在50℃左右进行脱除NOx的实验。生物过滤系统如图7所示，鼓风机1、填料床2、支撑板3、循环液4、加热套5、循环泵6。将玉米叶水解液作为碳源，并加入反硝化培养基组分于其中，用作生物滤塔挂膜期循环液的营养组分，考察系统在实际烟气波动的情况下运行的稳定性。
每天更换一次含10％新鲜TAD1的营养液，待硝酸盐去除效率提高至80％后，逐渐降低营养液中硝酸盐的浓度并通入烟气，最终营养液中停止加入硝酸盐并通入烟气。2周后便形成成熟的生物膜，说明TAD1快速利用玉米叶水解液碳源生长。烟气流速为1L·min-1，停留时间为70s。实际烟气波动较大，进口NO在350ppm～600ppm范围内波动。由于烟气波动较大，从通入烟气后使用烟气分析仪每天测定一次NOx含量，7天计算一次平均值，以周为单位考察玉米叶水解液碳源用于真实烟气脱硝的性能，结果如图8所示，NOx去除率由第一周的45.3％上升至第5周的88.4％，然后在第6周稍有下降，为85.2％，第7周又上升至91.5％。另外，从第4周开始系统运行进入稳定期，去除率维持在84.9～92.3％之间,说明玉米叶水解液能为好氧反硝化菌提供充足的碳源，使此生物滴滤塔在烟气波动条件下能有效去除NOx。
该实例证明在实际烟气波动条件下，玉米叶水解液碳源对于真实烟气生物脱除NOx有较好的效果。
实施例4：玉米叶水解液碳源用于填埋场渗滤液脱氮处理
将该玉米叶水解液反硝化碳源用于某填埋场渗滤液的脱氮处理。废水进水NO3 --N为320mg/L，BOD5/N仅为0.3，水温在30℃左右，处理工艺为生物曝气滤池。
由于废水中BOD5严重不足需要大量的外加碳源为微生物提供电子供体。加入玉米叶水解液作为反硝化碳源，调节废水pH至8左右，将TAD1按1％的接种量添加到曝气生物池中，处理后平均NO3 --N为9.1mg/L，去除率为97.2％，并且没有亚硝酸盐积累。相比于此前工艺所利用的传统碳源——甲醇，玉米叶水解液作为反硝化碳源缩短一半的水力停留时间，而且节省了成本。由于处理后废水含有较低色度，加入活性炭以吸附去除色度。玉米叶水解液反硝化碳源明显提高了系统的脱氮效率，该玉米叶水解液能应用于低成本处理高硝氮废水。
实施例5：玉米叶水解液碳源用于污泥中温消化上清液脱氮处理
将该玉米叶水解液反硝化碳源用于某污水处理厂的污泥中温消化上清液的脱氮处理。废水进水NO3 --N约为100mg/L，NH4 +-N约为600mg/L，COD/N约为0.5～2，其中只有20％的COD具有生物可降解性，水温在35℃左右。
由于废水中可生物降解的碳源严重不足需要大量的外加碳源为微生物提供电子供体。加入玉米叶水解液作为反硝化碳源，调节废水pH至8左右，将TAD1按2％的接种量添加至曝气生物滤池中，处理后平均NO3 --N为6.3mg/L，去除率为94.7％，并且没有亚硝酸盐积累。NH4 +-N为16.8mg/L，去除率为97.2％。与以甲醇、乙醇为碳源的工艺相比，玉米叶水解液作为反硝化碳源缩短超过一半的水力停留时间，而且碳源费用也大为降低。玉米叶水解液反硝化碳源明显提高了系统的脱氮效率与运营成本，该玉米叶水解液能应用于处理高氨氮废水。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种玉米叶水解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将玉米叶粉碎后，通过筛分，选取10～40目的玉米叶颗粒；
(2)向玉米叶颗粒中加入水和氢氧化钠，使体系中玉米叶与水的固液比为45～90g/L，使氢氧化钠浓度为0.005～0.01mol/L；
(3)将步骤(2)的混合物于40℃～45℃振荡培养，处理时间为12～36h后制得玉米叶水解液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)选取20～40目的玉米叶颗粒。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)玉米叶与水的固液比为60g/L。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，步骤(4)处理时间为24h。
5.权利要求1～4任意一项方法制备的玉米叶水解液。
6.权利要求5所述玉米叶水解液的应用，其特征在于，将玉米叶水解液作为反硝化碳源用于含氮废水的脱氮处理，或用于含氮氧化物NOx烟气脱硝处理。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，含氮废水的pH值为8.0±1.0。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，将不含碳源的反硝化培养基成分加入玉米叶水解液中，并加入活化后螯台球菌(Chelatococcus daeguensis)TAD1的菌液，在初始温度为30～50℃，振荡培养12～36h；所述螯台球菌TAD1，由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其保藏编号是CGMCC No.5226。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述螯台球菌TAD1经以玉米叶水解液为唯一碳源的反硝化培养基中驯化。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述反硝化培养基的成分如下(g/L)：KNO31；Na2HPO4·7H2O 0.8；KH2PO4 1.5；MgSO4·7H2O 0.2；微量元素溶液2mL；pH 7.0；所述微量元素溶液成份(g/L)：EDTA 50.0；ZnSO4 2.2；CaCl2 5.5；MnCl2·4H2O 5.06；FeSO4·7H2O5.0；(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.1；CuSO4·5H2O 1.57；CoCl2·6H2O 1.61。
CN201610693788.8A 2016-08-19 2016-08-19 一种玉米叶水解液及其制备方法和应用 Pending CN106318885A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610693788.8A CN106318885A (zh) 2016-08-19 2016-08-19 一种玉米叶水解液及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610693788.8A CN106318885A (zh) 2016-08-19 2016-08-19 一种玉米叶水解液及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106318885A true CN106318885A (zh) 2017-01-11

Family

ID=57743845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610693788.8A Pending CN106318885A (zh) 2016-08-19 2016-08-19 一种玉米叶水解液及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106318885A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110540306A (zh) * 2019-09-02 2019-12-06 安徽舜禹水务股份有限公司 一种秸秆玉米芯类污水反硝化碳源的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101054559A (zh) * 2007-04-04 2007-10-17 牛继星 以玉米皮水解液为原料制备饲料酵母的方法
CN102373169A (zh) * 2011-10-27 2012-03-14 华南理工大学 一种具有好氧反硝化性能的鳌台球菌及其用途
CN104846024A (zh) * 2015-06-03 2015-08-19 长春工业大学 一种利用玉米秸秆为原料发酵生产微生物油脂及酯化的方法
CN105441359A (zh) * 2015-12-17 2016-03-30 华南理工大学 一株地衣芽孢杆菌及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101054559A (zh) * 2007-04-04 2007-10-17 牛继星 以玉米皮水解液为原料制备饲料酵母的方法
CN102373169A (zh) * 2011-10-27 2012-03-14 华南理工大学 一种具有好氧反硝化性能的鳌台球菌及其用途
CN104846024A (zh) * 2015-06-03 2015-08-19 长春工业大学 一种利用玉米秸秆为原料发酵生产微生物油脂及酯化的方法
CN105441359A (zh) * 2015-12-17 2016-03-30 华南理工大学 一株地衣芽孢杆菌及其应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110540306A (zh) * 2019-09-02 2019-12-06 安徽舜禹水务股份有限公司 一种秸秆玉米芯类污水反硝化碳源的制备方法
CN110540306B (zh) * 2019-09-02 2021-11-09 安徽舜禹水务股份有限公司 一种秸秆玉米芯类污水反硝化碳源的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104140935B (zh) 一株具有脱氮功能的红球菌及其菌剂的生产方法和应用
CN104312938B (zh) 恶臭假单胞菌菌株及其菌剂和应用
CN102875210A (zh) 一种蓝藻和污染底泥共堆肥的方法
CN104152377B (zh) 耐受重金属的好氧反硝化菌株及其应用
CN101560486A (zh) 用于生物脱氮的木糖氧化无色杆菌菌株及其应用
CN106967435A (zh) 一种多功能土壤改良剂的制备方法
CN103289939A (zh) 一株粪产碱杆菌及其应用
CN103122332A (zh) 木糖氧化无色杆菌木糖氧化亚种lh-n25与异养硝化好氧反硝化微生物菌剂及制备方法与用途
CN101591069A (zh) 受污染湖泊水体的处理方法
Li et al. Changes in land use and their effects on soil properties in Huixian karst wetland system
CN102031230A (zh) 一种解淀粉芽孢杆菌以及采用该菌种制备污染水体修复剂的方法
CN103114062B (zh) 一株具有脱氮除磷双重能力的反硝化聚磷菌及其应用
CN104894033A (zh) 一种降解cod的复合菌剂及其制备方法
CN108529747A (zh) 硝化反硝化同步脱氮方法
CN103740623B (zh) 一株高效去除废水中镉和磷的假交替单胞菌及其应用
CN102533623A (zh) 兼具脱氮除磷功能的木糖氧化无色杆菌及其应用
CN104830740A (zh) 处理复合肥污水的高效微生物菌剂制备方法及使用方法
CN101591131A (zh) 湖泊底泥的处理方法
CN109486706B (zh) 一种脱氮优势菌菌剂及其制备方法和应用
CN101701197B (zh) 新型微生物菌群组合剂及其混合培养基
CN105296398A (zh) 治理污染水体的耐低温复合微生物菌剂及制备方法及应用
CN105036482B (zh) 一种农村低污染水深度净化系统
CN103058717A (zh) 一种可进行重金属吸附、脱水、造肥的重金属治理工艺
CN103146604B (zh) 睾丸酮丛毛单胞菌lh-n5与异养硝化好氧反硝化微生物菌剂及制备方法与用途
CN205088059U (zh) 一种农村低污染水深度净化系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170111