[发明专利]一种镁盐改性生物质炭强化异养硝化-好氧反硝化菌株脱氮的方法

说明书

本发明公开了一种镁盐改性生物质炭强化异养硝化‑好氧反硝化菌株脱氮的方法，首先将筛选分离得到的异养硝化‑好氧反硝化菌株进行富集培养，得异养硝化‑好氧反硝化菌液；然后将异养硝化‑好氧反硝化菌液和镁盐改性生物质炭材料加入氨氮废水中，在一定温度和转速条件下进行脱氮处理。本发明在提高微生物对氨氮浓度的耐受性的同时，利用镁盐改性生物质炭吸附氨氮的同时为微生物提供生长位点，协同微生物脱氮作用，显著提升氨氮去除效率；且涉及的脱氮工艺简单、成本低廉且高效环保，尤其适用于中低浓度氨氮废水的快速脱除。

技术领域

本发明属于微生物环境和材料化学技术领域，具体涉及一种镁盐改性生物质炭强化异养硝化-好氧反硝化菌株脱氮的方法。

背景技术

随着工业和城市的快速发展，氨氮工农业废水和生活污水随雨水迁移至地表水体，成为水体富营养化的主要原因，对周围环境造成严重危害，影响人们居住条件和身心健康。目前，氨氮废水常用的处理方法有大致分为物化法和生物法。物化法主要包括吹脱法、膜交换法、吸附法、化学沉淀法和化学氧化法等：空气吹脱法酸碱用量较大，且需增加吹脱设施，成本较高，仅适合于高浓度氨氮废水的预处理；膜交换法和吸附法依赖于高性能膜和吸附材料的开发，工业应用受到极大限制；化学沉淀法通过投加相应磷盐和镁盐形成磷酸铵镁沉淀，达到去除氨氮的目的，适用于高浓度氨氮废水，处理成本昂贵；化学氧化法一般向氨氮废水中通入氯气，将氨氮氧化成氮气，氨氮脱除过程中易产生二次污染，适用于氨氮废水的后续处理。

生物法具有成本低廉、无二次污染的优点，被广泛应用于中低浓度氨氮废水的处置。传统生物脱氮将氨氮去除分为硝化和反硝化阶段，较成熟的方法有三段活性污泥法、缺氧/好氧(A/O)工艺、厌氧-缺氧-好氧(A²/O)工艺、氧化沟工艺和SBR序批式处理法等，具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。但传统生物法也存在一些弊端，硝化细菌世代时间较长，需要较长的污泥停留时间才能保证其稳定脱氮，反应池需要较大的占地面积，导致基建投资费用较高，反硝化阶段需另外加入碳源，增加了脱氮成本。

异养硝化-好氧反硝化菌株脱氮及镁盐改性生物质材料吸附氨氮的文献虽已有报道，但依然存在脱氮速率缓慢和处理氨氮浓度低等缺点。如文献“异养硝化-好氧反硝化菌协同竞争对脱氮特性的影响”筛选得到3株异养硝化-好氧反硝化菌株并进行菌株协同脱氮，其好氧硝化及反硝化阶段需要24h；文献“镁盐改性生物质炭在废水氮磷资源化中应用研究”报道了一种镁盐改性生物质材料，通过生物质炭表面的Mg(OH)₂与氨氮和磷酸盐生成鸟粪石，但所得镁盐改性生物质炭吸附容量有限，仅适用于处理较低浓度的氨氮废水。

发明内容

本发明的主要目的在于针对传统生物脱氮效率低等缺点，提供一种镁盐改性生物质炭强化异养硝化-好氧反硝化菌株脱氮的方法，利用改性生物质炭材料强化异养硝化-好氧反硝化菌株的脱氮作用，并达到提高生物脱氮速率的目的；且涉及的脱氮工艺简单、成本低廉和高效环保，尤其适用于中低浓度氨氮废水的快速脱除。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种镁盐改性生物质炭强化异养硝化-好氧反硝化菌株脱氮的方法，包括如下步骤：

1)配制异养硝化-好氧反硝化富集培养基，将筛选分离得到的异养硝化-好氧反硝化菌株接种至所得富集培养基中，进行富集培养，并用无菌水稀释，得异养硝化-好氧反硝化菌液；

2)调节氨氮废水的pH值至7.0～10.0，然后将异养硝化-好氧反硝化菌液和镁盐改性生物质炭材料加入氨氮废水中，在一定温度和搅拌条件下进行脱氮处理。

上述方案中，所述镁盐改性生物质碳通过将生物质依次加入碱液浸泡、镁盐溶液浸渍负载，再进行热解而成。

上述方案中，所述镁盐改性生物质炭材料的制备方法具体包括如下步骤：

i)将风干的生物质破碎至一定粒度，加入碱液中进行浸泡处理；