[发明专利]一种利用自然基生物质材料促进微生物反硝化的方法

说明书

本发明提供一种利用自然基生物质材料促进微生物反硝化的方法，将高温厌氧碳化后的自然基生物质原材料加入反硝化体系中促进反硝化反应。本发明中使用的自然基生物质材料来源广泛、制备简单，成本低，提高了微生物反硝化效率，减少温室气体一氧化二氮的排放。

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种利用自然基生物质材料促进微生物反硝化的方法。

背景技术

全球越来越多的国家地表及地下水体受到严重的硝酸盐污染，而人们的饮用水源多为地下水及地表水，因此这在很大程度上威胁了人们的饮水安全。人体长期摄入过量的硝酸盐会引起高铁血红蛋白症，甚至癌症。目前除氮的方法中，物理和化学方法除硝酸盐较为昂贵，且容易产生二次污染问题，因此，利用生物方法去除水中的硝酸盐污染，日益受到人们的重视，其中，用微生物反硝化将硝氮还原为氮气，是一种成本低且安全的修复水体方法，然而，实际的微生物反硝化过程较慢，而且还会存在一些硝酸盐还原过程有毒有害中间产物的积累，如亚硝酸盐和一氧化二氮(N₂O)，反硝化过程产生的N₂O是温室气体的主要来源之一。N₂O具有高持久性(150年)、高温室效应潜力(为CO₂的300倍)的特点，占全球温室气体总排放量的6％，全球温度持续上升，极端气候变化加剧与温室气体的迅速积累密切相关。

发明内容

针对现有技术中的不足与缺陷，本发明提供一种利用自然基生物质材料促进微生物反硝化的方法，减少中间产物的积累，解决温室气体一氧化二氮的排放问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种利用自然基生物质材料促进微生物反硝化的方法，通过将自然基生物质材料加入到反硝化反应器内促进微生物反硝化，所述自然基生物质材料促进微生物反硝化的方法，至少包括以下步骤：

制备自然基生物质材料；

将所述自然基生物质材料加入反硝化体系中；

调节所述反硝化体系的运行条件进行反硝化脱氮。

于本发明的一实施例中，所述自然基生物质材料的制备方法至少包括以下步骤：

选取自然基生物质原材料；

将所述自然基生物质原材料预处理；

将预处理后的自然基生物质原材料进行碳化处理获得自然基生物质材料。

于本发明的一实施例中，所述自然基生物质原材料选自动植物废料。

进一步地，所述动植物废料包括植物秸秆、种壳、动物粪便一种或多种。

于本发明一实施例中，所述预处理包括将所述自然基生物质原材料进行风干处理，并将风干后的原材料切成长度小于5cm的小块。

于本发明一实施例中，所述碳化处理至少包括以下步骤：

将预处理后的自然基生物质原材料放进炉内，在惰性气体保护下以5～10℃/min的升温速率加热至300℃～500℃，保温8～10小时；

冷却至室温；

研磨成颗粒并过70目筛获得自然基生物质材料。

于本发明的一实施例中，所述自然基生物质材料的加入量与所述反硝化体系的质量百分比为0.1％～1％。

于本发明的一实施例中，调节所述反硝化体系的运行条件，包括，用NaOH(0.1M)和HCl(0.1M)将反应液的初始pH控制在7.0～8.0之间，反应器的运行温度可选15～30℃。