CN111646578A - 铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法 - Google Patents

铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111646578A
CN111646578A CN202010467936.0A CN202010467936A CN111646578A CN 111646578 A CN111646578 A CN 111646578A CN 202010467936 A CN202010467936 A CN 202010467936A CN 111646578 A CN111646578 A CN 111646578A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sewage
heterotrophic
bacteria
sludge
denitrification
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
Application number
CN202010467936.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111646578B (zh
Inventor
赵联芳
王莉
谭陈
薛柳莹
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.)
Hohai University HHU
Original Assignee
Hohai University HHU
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 Hohai University HHU filed Critical Hohai University HHU
Priority to CN202010467936.0A priority Critical patent/CN111646578B/zh
Publication of CN111646578A publication Critical patent/CN111646578A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111646578B publication Critical patent/CN111646578B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • C02F3/28—Anaerobic digestion 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
    • C02F3/346—Iron bacteria
    • 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
    • C02F2101/163—Nitrates

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

本发明公开了铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，包括：选取活性污泥，于第一培养基和第二培养基中分别培养铁自养污泥和异养污泥，培养条件为保持厌氧状态，并连续避光处理；将硫化亚铁矿石颗粒投入反应器中，然后将培养好的铁自养污泥和异养污泥接种于反应器中，再往反应器中注入低碳氮比污水，保持厌氧状态，并连续黑暗处理；本发明通过铁自养菌和异养菌的协同反硝化作用，能够在无需外加碳源的基础上高效去除低碳氮比污水中的硝酸盐。

Description

铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法。
背景技术
人类生产和生活活动中过量排放的硝酸盐是水体富营养化、水环境质量恶化的重要原因之一，并对人类健康构成威胁。目前应用于污水中硝酸盐去除的主要技术为生物反硝化，即利用反硝化菌在厌氧的环境中将硝酸盐逐步还原为氮气从污水中脱除。生物反硝化包括异养反硝化和自养反硝化，主导的微生物分别为异养菌和自养菌。
对于低碳氮比污水，由于其有机碳源的不足，异养反硝化的脱氮效果往往无法保证，可能会出现硝氮去除率低、脱氮不完全等问题，故而需要外加碳源，这使得污水处理的成本大大提高，并且有二次污染的风险。
相较于异养菌介导的异养反硝化，铁自养菌介导的铁自养反硝化可以利用亚铁作为电子供体还原硝氮，在进行低碳氮比污水中的反硝化脱氮时无需外加碳源，但铁自养反硝化存在处理效率低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，以解决现有技术中在处理低碳氮比污水时异养反硝化需要外加碳源，而铁自养反硝化效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，包括：
选取活性污泥，于第一培养基和第二培养基中分别培养铁自养污泥和异养污泥，培养条件为保持厌氧状态，并连续避光处理；
将硫化亚铁矿石颗粒投入反应器中，然后将培养好的铁自养污泥和异养污泥接种于反应器中，再往反应器中注入低碳氮比污水，保持厌氧状态，并连续黑暗处理。
进一步的，第一培养基中，添加亚铁离子和硝酸盐，以亚铁离子作为电子供体，以硝酸盐为电子受体；第二培养基中，添加有机碳源和硝酸盐，以有机碳源作为电子供体，以硝酸盐为电子受体。
进一步的，活性污泥取自污水处理厂。
进一步的，铁自养污泥和异养污泥在培养过程中至少每两天更换一次各自的培养基。
进一步的，活性污泥于第一培养基和第二培养基中分别培养20～30天后得到铁自养污泥和异养污泥。
进一步的，低碳氮比污水中：C/N质量比(COD和NO3 --N质量比)为0～1，NO3 --N的浓度为20～80mg/L。
进一步的，反应器为厌氧瓶反应器，往反应器中投入硫化亚铁矿石颗粒的量为20g/L以上，硫化亚铁矿石颗粒的粒径为3～8mm。
进一步的，连续黑暗处理过程中，水力停留时间为72h以上。
进一步的，接种于反应器中的铁自养污泥和异养污泥的体积比为0.5～1.5。
进一步的，使第一培养基和第二培养基保持厌氧状态的方法包括：分别往第一培养基和第二培养基中通氩气30min/L以上，随后密封；
使反应器中保持厌氧状态的方法包括：往反应器中通氩气30min/L以上，随后密封。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明提供的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，本发明通过铁自养菌和异养菌的协同反硝化作用，获得了高效稳定的硝氮去除效果，在低碳氮比污水中：C/N质量比为0～1，NO3 --N的浓度为20～80mg/L的情况下，在水力停留时间为72h以上时，硝氮去除率达到70％以上，在水力停留时间为144h以上时，硝氮去除率达到95以上；
二、和单一的异养反硝化相比，本发明可以使低碳氮比污水的反硝化脱氮持续有效进行；
三、本发明利用异养菌的强化作用，硝氮去除效率较单一铁自养反硝化有明显的提高；
四、本发明在进行低碳氮比污水的反硝化脱氮的过程中，无需外加碳源，减少了污水处理的成本，降低了二次污染的风险。
附图说明
图1是本发明实施例提供的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除低碳氮比污水中硝酸盐的反应系统及原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明实施例提供的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，包括：
步骤1：选取来自污水处理厂的活性污泥，于第一培养基和第二培养基中分别培养铁自养污泥和异养污泥，第一培养基中，添加6.00g/L的FeSO4·7H2O和0.73g/L的NaNO3；第二培养基中，添加4.53g/L的CH3COONa和0.73g/L的NaNO3，铁自养污泥和异养污泥在培养过程中每两天更换一次各自的培养基，培养条件为分别往第一培养基和第二培养基中通氩气30min/L，随后密封，保持厌氧状态，并连续避光处理30天；
步骤2：将10g硫化亚铁矿石颗粒投入500mL厌氧瓶反应器中，硫化亚铁矿石颗粒的粒径为3～8mm，然后将培养好的100mL铁自养污泥和100mL异养污泥接种于反应器中，再往反应器中注入低碳氮比污水，低碳氮比污水中：C/N质量比为1，NO3 --N的浓度为40mg/L，往反应器中通氩气30min/L，随后密封，保持厌氧状态，并连续黑暗处理，水力停留时间为72h以上。
实施例2：
实施例2与实施例1的内容基本一致，不同的是：步骤2中，低碳氮比污水中，NO3 --N的浓度为20mg/L。
实施例3：
实施例3与实施例1的内容基本一致，不同的是：步骤2中，低碳氮比污水中，NO3 --N的浓度为80mg/L。
实施例4：
实施例4与实施例1的内容基本一致，不同的是：步骤2中，低碳氮比污水中，C/N质量比为0。
实施例5：
实施例5与实施例1的内容基本一致，不同的是：步骤2中，低碳氮比污水中，C/N质量比为0.5。
对比例1：
对比例1与实施例1的内容基本一致，不同的是：步骤2中，500mL厌氧瓶反应器中未投入硫化亚铁矿石颗粒，且仅将培养好的100mL异养污泥接种于反应器中。
对比例2：
对比例2与实施例1的内容基本一致，不同的是：步骤2中，仅将培养好的100mL铁自养污泥接种于反应器中。
表1为实施例1至5和对比例1至2中硝氮去除率随时间的变化。
表1硝氮去除率随时间的变化
Figure BDA0002513305690000061
由表1中可以看出，在处理低碳氮比污水时，在污水中C/N质量比为1、NO3 --N的浓度为40mg/L的情况下，实施例1的铁自养菌和异养菌协同反硝化仅需48h的水力停留时间就能使硝氮去除率达到98.2％；而对比例1的单一异养菌参与的异养反硝化在相同的时间内硝氮去除率仅有32.9％，并且因缺乏有机碳源，反硝化脱氢无法持续进行，在144h的水力停留时间内硝氮去除率仅有34.0％；对比例2的单一铁自养菌参与的铁自养反硝化在48h内硝氮去除率为45.5％，在同一进水条件下，要达到与实施例1的铁自养菌和异养菌协同反硝化相同的硝氮去除率需要其三倍以上的水力停留时间。当低碳氮比污水中，C/N质量比在0～1、NO3 --N的浓度在20～80mg/L波动时，实施例1至5的铁自养菌和异养菌协同反硝化的硝氮去除率会随着进水条件的改变有所升高或降低，但在72h的水力停留时间内硝氮去除率均在70％以上，在144h的水力停留时间内硝氮去除率均在95％以上。综上所述，本发明铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法可以在无需外加碳源的条件下使反硝化脱氮持续进行，与单一自养反硝化和单一异养反硝化相比，能显著增强硝氮的去除效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于，包括：
选取活性污泥，于第一培养基和第二培养基中分别培养铁自养污泥和异养污泥，培养条件为保持厌氧状态，并连续避光处理；
将硫化亚铁矿石颗粒投入反应器中，然后将培养好的铁自养污泥和异养污泥接种于反应器中，再往反应器中注入低碳氮比污水，保持厌氧状态，并连续黑暗处理。
2.根据权利要求1所述的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于：所述第一培养基中，添加亚铁离子和硝酸盐；所述第二培养基中，添加有机碳源和硝酸盐。
3.根据权利要求1所述的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于：所述活性污泥取自污水处理厂。
4.根据权利要求1所述的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于：所述铁自养污泥和异养污泥在培养过程中至少每两天更换一次各自的培养基。
5.根据权利要求1所述的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于：所述活性污泥于第一培养基和第二培养基中分别培养20～30天后得到铁自养污泥和异养污泥。
6.根据权利要求1所述的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于，所述低碳氮比污水中：C/N质量比为0～1，NO3 --N的浓度为20～80mg/L。
7.根据权利要求1所述的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于：所述反应器为厌氧瓶反应器，往反应器中投入硫化亚铁矿石颗粒的量为20g/L以上，所述硫化亚铁矿石颗粒的粒径为3～8mm。
8.根据权利要求1所述的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于：所述连续黑暗处理过程中，水力停留时间为72h以上。
9.根据权利要求1所述的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于：接种于反应器中的铁自养污泥和异养污泥的体积比为0.5～1.5。
10.根据权利要求1所述的铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法，其特征在于，使第一培养基和第二培养基保持厌氧状态的方法包括：分别往第一培养基和第二培养基中通氩气30min/L以上，随后密封；
使反应器中保持厌氧状态的方法包括：往反应器中通氩气30min/L以上，随后密封。
CN202010467936.0A 2020-05-28 2020-05-28 铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法 Active CN111646578B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010467936.0A CN111646578B (zh) 2020-05-28 2020-05-28 铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010467936.0A CN111646578B (zh) 2020-05-28 2020-05-28 铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111646578A true CN111646578A (zh) 2020-09-11
CN111646578B CN111646578B (zh) 2021-05-11

Family

ID=72350998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010467936.0A Active CN111646578B (zh) 2020-05-28 2020-05-28 铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111646578B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112429842A (zh) * 2020-11-27 2021-03-02 南通大学 一种FeS驱动厌氧还原硝基芳香族化合物废水的处理方法
CN112875857A (zh) * 2021-01-25 2021-06-01 华东师范大学 一种反硝化滤料及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2456712B1 (zh) * 1979-05-16 1984-09-28 Degremont
CN102603064A (zh) * 2012-04-01 2012-07-25 南京大学 一种含氮磷污水同步脱氮除磷的方法
JP6084150B2 (ja) * 2013-11-13 2017-02-22 水ｉｎｇ株式会社 脱窒処理方法及び脱窒処理装置
CN110282748A (zh) * 2019-06-21 2019-09-27 苏州清控环保科技有限公司 一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2456712B1 (zh) * 1979-05-16 1984-09-28 Degremont
CN102603064A (zh) * 2012-04-01 2012-07-25 南京大学 一种含氮磷污水同步脱氮除磷的方法
JP6084150B2 (ja) * 2013-11-13 2017-02-22 水ｉｎｇ株式会社 脱窒処理方法及び脱窒処理装置
CN110282748A (zh) * 2019-06-21 2019-09-27 苏州清控环保科技有限公司 一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112429842A (zh) * 2020-11-27 2021-03-02 南通大学 一种FeS驱动厌氧还原硝基芳香族化合物废水的处理方法
CN112875857A (zh) * 2021-01-25 2021-06-01 华东师范大学 一种反硝化滤料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111646578B (zh) 2021-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103449680A (zh) 一种去除污水中污染物的方法
CN111646578B (zh) 铁自养菌和异养菌协同反硝化去除污水中硝酸盐的方法
CN107236687A (zh) 一株兼具六价铬去除和好氧反硝化性能的施氏假单胞菌及其应用
CN102241459A (zh) 利用异养硝化-好氧反硝化细菌强化ab工艺脱氮的方法
CN107055760A (zh) 一种基于氨氮废水实现高效亚硝化的方法
CN107164276B (zh) 一株耐受锌离子毒性的铜绿假单胞菌及其应用
WO2021077452A1 (zh) 一种巴利阿里假单胞菌及其在处理垃圾渗滤液膜浓缩液中的应用
CN110040849B (zh) 一种炼油废水的生化处理方法
CN108483821B (zh) 以亚硝化-厌氧氨氧化为核心的城市污水高效脱氮工艺
CN110217940B (zh) 一种高浓度硝酸盐废液与有机废液协同处理装置及其两相处理方法
CN106554076B (zh) 一种含氨废水的生物处理方法
CN112358041B (zh) 一种同步反硝化脱氮和产甲烷除cod的颗粒污泥培养方法
CN105130100A (zh) 一种去除含镉污水污染物的方法
CN101830611A (zh) 一种含高比例工业废水的污水处理系统及方法
CN107201329A (zh) 一株兼具六价铬去除和好氧反硝化性能的无色杆菌及其应用
CN106754453B (zh) 一种功能强化脱氮微生物的富集培养方法
CN109970183B (zh) 一种复苏促进因子在印染废水处理中的应用及处理方法
CN113233588A (zh) 低碳氮比污水亚硝化反硝化脱氮除碳的方法
CN112358042A (zh) 一种废水处理反硝化脱氮颗粒污泥的培养方法
CN106746158B (zh) 一种水煤浆气化过程产生废水的深度脱氮处理方法
CN1548382A (zh) 用废弃污泥为载体处理重金属废水的方法
CN112759105A (zh) 一种选择性去除含腈废水中硫氰根的方法
CN112877232B (zh) 一株分离的脱硫弧菌及利用其处理污水的方法
CN110282748A (zh) 一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法
CN107265631A (zh) 一种短程反硝化快速实现方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant