[发明专利]硝化反硝化同步脱氮方法

说明书

本发明公开了一种硝化反硝化同步脱氮方法，利用餐厨垃圾、植物秸秆和贝壳制备得到生物膜载体。上述生物膜载体具有发达的孔隙结构，为功能微生物菌群提供避免流体剪切力的“居住区域”，形成一层凝胶状生物膜。上述凝胶状生物膜从表面向内部逐步形成一个溶解氧梯度，表面处于好氧状态，中部是兼性的，而内部属厌氧状态，形成一个相对独立的好氧‑兼性‑厌氧单元，即在生物反应器整体好氧环境里再形成无数个A2O单元，实现异养型同步硝化和反硝化。与此同时，生物膜载体可持续不断地为反硝化细菌提供充足的碳源，加快了反硝化速率，提高了污水脱氮效率。

技术领域

本发明涉及环境水处理领域，具体是一种硝化反硝化同步脱氮方法。

背景技术

硝化反应(Nitrification processes)：在好氧条件下硝化菌群将NH₄⁺-N氧化为NO₂^--N，进而转化为NO₃^--N的过程。在NH₄⁺-N转化为NO₂^--N过程中，氨氧化菌(AOB)为主要微生物菌群。而亚硝化氨氧化菌(NOB)能够将NO₂^--N氧化为NO₃^--N。硝化反应的总反应式为：NH₄⁺+1.815O₂+0.1304CO₂→0.0261C₅H₇O₂+0.973NO₃^--N+0.921H₂O+1.973H⁺。

反硝化过程(Denitrification processes)：即在厌氧或缺氧的条件下，反硝化菌群利用有机物作为碳源和能源，NO₃^--N或NO₂^--N作为电子受体，并将其转化为N₂的过程。电子供体和碳源对反硝化过程及其重要，直接影响反硝化效率。异化反硝化的具体过程为：

NO₃^-+2H++2e→NO₂^-+H₂O-89.2KJ﹒mol^-1 (1.2)

NO₂^-+2H⁺+e→NO+H₂O-32.9KJ﹒mol^-1 (1.3)

2NO+2H⁺+2e→N₂O+H₂O-226.4KJ﹒mol^-1 (1.4)

N₂O+2H++2e→N₂+H₂O-261.8KJ﹒mol^-1 (1.5)

5C+2H₂O+4NO₃^-→2N₂+4OH^-+5CO₂ (1.6)

NO₃^-+1.08CH₃OH→0.065C₅H₇NO₂+0.47N₂+1.68CO₂+HCO₃ (1.7)