[发明专利]一种短程反硝化耦合厌氧氨氧化的复合颗粒及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 202010158909.5 申请日: 2020-03-09
公开(公告)号: CN111423051B 公开(公告)日: 2022-12-16
发明(设计)人: 江进;胡颖斌;李宁;王桢;许燕滨;潘汉平;曹节 申请(专利权)人: 广东工业大学
主分类号: C02F9/14 分类号: C02F9/14;C02F101/16
代理公司: 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人: 姚招泉
地址: 510060 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 短程 硝化 耦合 厌氧氨 氧化 复合 颗粒 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明公开了一种短程反硝化耦合厌氧氨氧化的复合颗粒及其制备方法和应用,所述复合颗粒包括从内到外依次设置的核层、第一壳层和第二壳层;所述核层为沸石,所述第一壳层为含厌氧氨氧化菌的生物膜,所述第二壳层为含有短程反硝化菌的水凝胶层。本发明提供的复合颗粒以沸石为载体,并共固定化培养有短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌,有效减轻处理废水过程中厌氧氨氧化菌的流失;沸石对水中氨氮的吸附性能与微生物作用联合,提高短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌的生物效能,结合短程反硝化菌将废水中的硝酸盐还原为亚硝酸盐,实现短程反硝化反应和厌氧氨氧化反应协调运行。另外,本发明的复合颗粒的制备方法简单,制作过程易于控制。

技术领域

本发明涉及污水生物脱氮处理技术领域,更具体地,涉及一种短程反硝化耦合厌氧氨氧化的复合颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

当前,由于我国工业化和城市化进程加快造成的水中氮素超标问题,已经引起人们的高度关注。在水生生态系统中,总氮的去除多数依靠传统的硝化-反硝化脱氮技术,传统脱氮技术需要曝气和投加额外的有机物,才能满足脱氮的需要,导致运行成本较高、能耗巨大。

厌氧氨氧化工艺是目前已知的较经济高效的脱氮方式,反应式如下:

NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O厌氧氨氧化反应是在缺氧条件下,以NH4+为电子供体,NO2-为电子受体,将二者转变为N2的自养生物脱氮过程。反硝化过程可以通过进水水质和运行参数调整,稳定实现NO2--N的积累作为厌氧氨氧化反应的电子受体,但是厌氧氨氧化菌生长缓慢、世代周期长,需要在较高浓度的氨氮环境中生存,且活性容易受到溶解氧、温度和pH的影响,反应过程产生的N2容易使污泥悬浮,造成污泥沉降性能差,导致污泥流失。

因此,需要解决厌氧氨氧化工艺中存在的厌氧氨氧化菌易流失和在低浓度氨氮环境中活性较低的问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的厌氧氨氧化菌易流失和在低浓度氨氮环境中活性较低的缺陷,提供一种短程反硝化耦合厌氧氨氧化的复合颗粒,用于处理污水时,厌氧氨氧化菌不易流失,在低浓度氨氮环境中具有较高的活性,有效提高短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌的生物效能,实现短程反硝化反应和厌氧氨氧化反应协调运行。

本发明的另一目的在于提供上述复合颗粒的制备方法。

本发明的又一目的在于提供上述复合颗粒在处理含氮废水中的应用。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种短程反硝化耦合厌氧氨氧化的复合颗粒,包括从内到外依次设置的核层、第一壳层和第二壳层;所述核层为沸石,所述第一壳层为含厌氧氨氧化菌的生物膜,所述第二壳层为含有短程反硝化菌的水凝胶层。

本发明提供的复合颗粒以沸石为载体,并共固定化培养有短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌,水凝胶层将短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌固定,有效减轻处理废水过程中厌氧氨氧化菌的流失;且沸石能够实现水中氨氮的吸附,短程反硝化菌能实现NO2--N的积累,使得厌氧氨氧化菌在低浓度氨氮环境中具有较高的活性;且溶解氧浓度从复合颗粒外到内梯度递减,提供一个缺氧环境,保护厌氧氨氧化菌,增加微生物抵抗不良环境的能力。

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