减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法技术

本发明专利技术公开了一种减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法，具体步骤如下：取脱氮性能稳定的厌氧氨氧化菌接种至反应器，向反应中加入含有一定浓度的氨氮(NH4

Reduction of nitrate nitrogen in anammox process

The invention discloses a method for reducing the production of nitritronitrogen in the process of anaerobic ammonia oxidation. The concrete steps are as follows: the anaerobic ammonia oxidizing bacteria with stable nitrogen removal performance are inoculated into the reactor, and the ammonia nitrogen containing a certain concentration (NH4) is added to the reaction.

【技术实现步骤摘要】
减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法
本专利技术涉及污水生物脱氮领域，尤其涉及一种减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法。
技术介绍
厌氧氨氧化(anammox)是一种经济有效的氮去除工艺，在地球氮循环中起着重要的作用，该过程是由化学无机自养型的厌氧菌完成的，它以亚硝酸盐(NO2-)作为电子受体催化氧化氨氮(NH4+)，产生氮气(N2)。这些微生物的厌氧和自养性能节省曝气能量，消除对有机碳的需求，并减少污泥产生，因此，常被用于高能效废水处理。联氨(N2H4)是厌氧氨氧化过程中的中间产物，厌氧氨氧化菌能合成并代谢一定浓度的N2H4，它是厌氧氨氧化过程中的电子储存池，在维持厌氧氨氧化体系稳定的代谢过程中具有重要作用。在酸性条件下(pH<1.0),NO2-和N2H4能发生化学反应生成叠氮酸根(N3-)，而在厌氧氨氧化体系中，在厌氧氨氧化菌的作用下，在中性条件，外加N2H4也能和NO2-反应生成叠氮酸根(N3-)，N3-具有很强的吸质子的能力，它能加速质子的跨膜转移，同时，它也具有较强的毒性，常被用作生物抑制剂。硝酸盐还原酶(Nar)是ANAMMOX菌中的多功能酶，其主要作用是催化氧化NO2-生成硝氮(NO3-)，它既具有氧化NO2-的功能性亚基，又具有将NO3-还原的功能性亚基，因此当外界环境中有盈余的电子时，它可以吸收环境中的电子将体系中NO3-还原成NO2-，而当外界是一种欠(缺)电子环境状态时，它会将NO2-氧化成NO3-，同时释放电子。该酶中含有钼辅因子，因此，它对叠氮化物(N3X)更敏感。NO3-积累是厌氧氨氧化工艺的一个缺陷。厌氧氨氧化菌在去除NH4+和NO2-的同时也会生成约1/10的NO3-，而产生的NO3-通常都会在体系中积累，从而低了厌氧氨氧化工艺的总氮去除率。目前，现有技术中还没有一种有效地避免厌氧氨氧化过程中硝氮(NO3-)的产生和积累的方法。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法，以实现避免厌氧氨氧化过程中硝氮(NO3-)的产生。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法，包括：取脱氮性能稳定的厌氧氨氧化菌接种至反应器，向所述反应器中加入含有一定浓度的氧化氨氮NH4+和亚硝酸盐NO2-的基质反应液；向所述反应器中加入适量物质使所述反应器中叠氮酸根N3-的浓度维持在20.0～200.0uM。进一步地，所述反应器中NH4+浓度为1.0～7.0mM，NO2-浓度为1.0～9.0mM，且反应器中NO2-的浓度与NH4+的浓度比为1.20～1.50。进一步地，所述的向所述反应器中加入适量物质使所述反应器中N3-的浓度维持在20.0～200.0uM，包括：向所述反应器中加入厌氧氨氧化的中间产物联氨N2H4，使联氨N2H4与所述反应器中存在的亚硝酸盐NO2-发生反应生成N3-，所述N2H4以溶液的形式添加，投加量为0.5～5.0mM。进一步地，所述的向所述反应器中加入适量物质使所述反应器中硝氮N3-的浓度维持在20.0～200.0uM，包括：向所述反应器中添加叠氮化物N3X，使所述反应器内硝氮N3-的浓度保持在20.0～200.0uM，所述叠氮化物N3X以溶液的形式添加，投加量为20.0～200.0uM。进一步地，所述叠氮化物N3X为叠氮酸N3H或者叠氮化钠N3Na。进一步地，所述反应器中厌氧氨氧化菌的培养条件为：温度32～35℃，pH为7.5～8.0，溶解氧(DO)<0.1mg/l。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例的方法通过向反应器中加入适量的厌氧氨氧化中间产物联氨(N2H4)，使其与体系中存在的亚硝发生反应生成叠氮酸根(N3-)，或者以直接向反应器中添加叠氮化物(N3X)的形式，使反应器内的保持一定浓度的N3-，可以实现选择性地抑制厌氧氨氧化菌中的硝酸盐还原酶(Nar)的活性，有效地避免了厌氧氧化过程中硝氮的积累问题，提高厌氧氨氧化工艺出水总氮的达标率。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法的处理流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种正常的ANAMMOX过程中基质的转化性能示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种向ANAMMOX体系中添加1mMN2H4后体系中基质的转化性能示意图；图4和图5为本专利技术实施例提供的一种外加N2H4和NO2-反应生成N3-抑制硝酸盐还原酶(Nar)活性的示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本专利技术实施例的限定。实施例一本专利技术实施例提供的一种减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法的处理流程如图1所示，包括如下的处理步骤：步骤1：取脱氮性能稳定的厌氧氨氧化菌接种至反应器。步骤2：向反应器中加入含有一定浓度的NH4+和NO2-的基质反应液，其中NH4+浓度在1.0～7.0mM，NO2-浓度在1.0～9.0mM，且反应器中两者浓度比NO2-/NH4+为1.20～1.50；步骤3：向反应器中加入适量物质使反应器中N3-的浓度维持在20.0～200.0uM。选择性地，向反应器中加入的厌氧氨氧化中间产物N2H4，使其与反应器中存在的亚硝酸盐NO2-发生反应生成N3-，N2H4以溶液的形式添加，投加量为0.5～5.0mM；选择性地，直接向反应器中添加叠氮化物N3X使反应器内N3-的浓度的保持在20.0～200.0uM；所述叠氮化物N3X以溶液的形式添加，是指在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法，其特征在于，包括：取脱氮性能稳定的厌氧氨氧化菌接种至反应器，向所述反应器中加入含有一定浓度的氧化氨氮NH4

【技术特征摘要】
1.一种减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法，其特征在于，包括：取脱氮性能稳定的厌氧氨氧化菌接种至反应器，向所述反应器中加入含有一定浓度的氧化氨氮NH4+和亚硝酸盐NO2-的基质反应液；向所述反应器中加入适量物质使所述反应器中叠氮酸根N3-的浓度维持在20.0～200.0uM。2.根据权利要求1所述的减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法，其特征在于，所述反应器中NH4+浓度为1.0～7.0mM，NO2-浓度为1.0～9.0mM，且反应器中NO2-的浓度与NH4+的浓度比为1.20～1.50。3.根据权利要求1所述的减少厌氧氨氧化过程中硝氮产生的方法，其特征在于，所述的向所述反应器中加入适量物质使所述反应器中N3-的浓度维持在20.0～200.0uM，包括：向所述反应器中加入厌氧氨氧化的中间产物联氨N2H4，使联氨N2H4与所述反应器中存在的亚硝酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚宏，马金元，田盛，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11