豆秸作为生物法反硝化脱氮碳源的用途制造技术

本发明专利技术涉及豆秸作为生物法反硝化脱氮的碳源的用途。本发明专利技术还涉及了一种水体的反硝化脱氮方法以及一种用于循环水产养殖系统的脱氮系统。本发明专利技术以豆秸作为固体碳源，接种活性污泥后用于水体的反硝化脱氮处理，能在短时间内除去水体中的绝大部分氮元素，豆秸来源广泛，成本低廉。采用了豆秸作为碳源进行水产养殖循环水的脱氮处理，可在不换水、不添加药剂的条件下，维持循环系统中的硝酸盐氮浓度不超过10mg/L、pH值稳定在7‑8。本发明专利技术提供的脱氮系统结构简单，实用性强，可方便地用于各种循环水产养殖系统中，具有非常广阔的应用前景。

Use of soybean straw as a biological denitrification nitrogen source

The invention relates to the use of soybean straw as a carbon source for biological denitrification and denitrification. The invention also relates to a denitrifying denitrification method for water bodies and a nitrogen removal system for a circular aquaculture system. The invention takes soybean straw as a solid carbon source and inoculates activated sludge for denitrification and denitrification treatment of water body. It can remove most of the nitrogen elements in water body in a short time. The source of soybean straw is wide and the cost is low. The nitrogen removal of circulating water in aquaculture was treated with soybean straw as a carbon source. The nitrate nitrogen concentration in the circulating system was not more than 10mg/L and pH in the condition of no water exchange or adding medicament, and the value of the nitrate nitrogen in the circulation system was 7 and 8. The nitrogen removal system provided by the invention has simple structure, strong practicability, and can be conveniently applied to various circular aquaculture systems, and has wide application prospects.

【技术实现步骤摘要】
豆秸作为生物法反硝化脱氮碳源的用途
本专利技术涉及生物法反硝化脱氮领域，具体涉及豆秸作为生物法反硝化脱氮碳源的用途以及一种水体的反硝化脱氮方法。
技术介绍
随着我国城市化进程的加快和水资源、土地资源的日益紧缺，建立集约和现代化的循环水产养殖模式成为一种大趋势。循环水产养殖是渔业生产新的经营方式，具有占地面积小、生产集中、产量高、效益好等优点，是发展现代渔业生产的现实选择。在循环水产养殖中，水质净化是核心技术。在循环水产养殖系统中，鱼类所食饵料的80％以上作为废弃物(主要为氨氮和有机物)排入水中。氨氮和亚硝酸盐对水生生物有明显的毒副作用，因而对于其控制引起了很大的重视，技术也比较成熟。通过沉淀、过滤和生物净化，能有效去除养殖水体中的有机物，并把氨氮转化为硝酸盐，使水质得到一定程度的改善。但由于不具备反硝化功能，常造成系统中硝酸盐的大量积累。高密度养殖水体中硝酸盐的浓度会积累达500mg/L。尽管硝态氮对养殖对象的毒性比相同浓度的氨氮和亚硝态氮低得多，但是硝态氮也会影响养殖对象的生长，造成养殖对象生长速度减缓，成活率降低，免疫力下降等。甚至是中等浓度的硝态氮(30-60mg/L)也会影响养殖对象的组织发育和激素分泌，导致体质变弱甚至死亡，特别是在局部贫氧环境中(如系统管道和水流低速区)，硝酸盐会转化为亚硝酸盐，使毒性增强。养殖生产中往往靠大量换水来降低硝酸盐浓度，日均换水率达10-20％，不但造成了水资源和能源的巨大浪费，而且富含硝酸盐的养殖废水直接排放，加剧了对环境的污染。此外，循环养殖中的常规水处理系统由于存在硝化作用，会使系统的pH值降低，所以需要加碱中和或进行换水保证适宜的pH值。公开号为CN101200332A的专利以去除养殖水中的硝酸盐为目的，通过硫自养反硝化与异养反硝化相结合来去除硝酸盐，工艺流程长，而且会有硫酸根及硫化氢等副产物生成。
技术实现思路
为克服现有技术中缺乏低成本、有效的脱氮工艺，扩展微生物反硝化脱氮领域的碳源种类，本专利技术的目的是提供豆秸作为生物法反硝化脱氮的碳源的用途。本专利技术还提供了一种水体的反硝化脱氮方法，所述方法以豆秸为碳源对水体进行生物法反硝化脱氮处理。具体地，所述反硝化脱氮方法为：以豆秸作为碳源接种活性污泥并进行微生物驯化，然后将水体通过所述豆秸即可。水体在接种后豆秸中的停留时间和水体中的氮元素含量有关，还与水体的流量、豆秸的用量等有关，可由本领域普通技术人员根据实际情况来确定，只要达到预定的脱氮效果即可。上述反硝化脱氮方法可以应用于任何含氮的水体中，如未经过任何处理的地下水、养殖污水等氮含量较高的水体，或是经过一定处理工艺后仍含有较多氮素的水体。优选地，所述水体为循环水产养殖系统的循环水。本专利技术还提供了一种用于循环水产养殖系统的脱氮系统，包括柱状的上流式反硝化反应器，所述反硝化反应器中填充有接种了活性污泥的豆秸，填充高度为所述反硝化反应器高度的1/2～2/3。所述反硝化反应器为空心的柱状容器，进水口位于容器下方，出水口位于容器上方，其材质可以为有机玻璃、高分子聚合物、陶瓷、玻璃等，其容积可以根据欲处理的水体的流量来确定。所述反硝化反应器还可直接采用现有技术中的任一种，如中国专利ZL200910076445.7等公开的反硝化反应器。其中，脱氮系统还包括容积式水泵，所述水泵与所述反硝化反应器的入水口相连。优选地，所述水泵为蠕动泵或计量泵。待处理的水体首先通过容积式水泵定量输入反硝化反应器的入水口，然后通过所述反应器从上方出水口流出再返回至养殖系统中进行回用，由于反硝化反应器的脱氮功能，出水中的氮含量大大降低，因此出水可循环利用，极大节约了水产养殖的用水量，从而大幅降低的养殖成本。本专利技术技术方案具有以下优点：(1)以常见的、廉价的豆秸作为固体碳源，接种活性污泥后用于水体的反硝化脱氮处理，可在短时间内除去水体中的绝大部分氮元素，豆秸来源广泛，成本低廉，能够降低生物法反硝化脱氮工艺的成本。(2)采用了豆秸作为碳源进行水产养殖循环水的脱氮处理，可维持循环系统中的硝酸盐氮浓度不超过10mg/L、氨氮浓度低于0.15mg/L、亚硝酸盐氮浓度低于0.01mg/L，水体质量好，避免了大量换水维持水体质量，大幅降低了水产养殖的成本，也有利于水资源的节约利用，符合可持续发展的趋势。(3)采用了豆秸作为碳源进行水产养殖循环水的脱氮处理，可维持循环系统中的pH值稳定在7-8，不必额外添加化学药剂调节系统pH值，进一步减少了水体污染来源。(4)本专利技术提供的脱氮系统结构简单，实用性强，可方便地用于各种循环水产养殖系统中，具有非常广阔的应用前景。附图说明图1是实施例1所述两组养殖系统(水族箱)中循环水的硝酸盐变化情况对比图；图2是实施例1所述两组养殖系统(水族箱)中循环水的pH值变化情况对比图；图3是实施例2所述的采用了本专利技术脱氮系统的水产养殖系统；图中：1、水产养殖系统(水族箱)；2、过滤系统；3、蠕动泵；4、反硝化反应器进水口；5、豆秸；6、反硝化反应器；7、反硝化反应器出水口。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1豆秸作为碳源在水产养殖系统中反硝化脱氮的应用一、脱氮系统的制备(1)碳源准备采用直径为4cm、高40cm的空心柱状有机玻璃容器作为反硝化反应器。将晒干的豆秸剪成长度约为1厘米的小段，在清水中浸泡过夜，沥干，然后将豆秸填充至上述反硝化反应器中作为碳源，填充高度约为反应器高度的三分之二。反硝化反应器为上流式反应器，底部设置入水口用于进水，上部设置出水口用于出水。(2)反应器的接种和微生物的驯化向自来水中加入硝酸钠，使硝酸盐氮的浓度在50mg/L左右，加入取自北京石景山用于处理生活污水的活性污泥，污泥浓度约为2mg/L-4mg/L。将所得的含有活性污泥的配水通过蠕动泵输入反硝化反应器中，上流式进水，出水由反应器上部的出水口排出。出水再通过蠕动泵输入反应器形成循环，由此对反应器进行接种以及反硝化微生物的驯化。按以上方式连续运行5天，水流速为100-150mL/h。上述脱氮系统还包括一个蠕动泵，待处理水首先通过蠕动泵定量输入反硝化反应器的入水口，然后通过反应器后从上方出水口流出即完成脱氮处理。二、脱氮系统的应用平行运行2个容积约为21.5L的循环水产养殖系统(水族箱)，水族箱自带过滤系统，用以去除养殖水中的COD、氨氮和亚硝酸盐。水族箱内加水20L，溶解氧浓度为5-7mg/L。每个水族箱内各饲养大小相近的4尾草鱼(长度为5-6cm)。饲养过程中不换水，每隔一周补足由于挥发损失的水，每天测定2个水族箱内的氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和COD浓度。65天后发现两个系统中氨氮浓度不高于0.1mg/L，亚硝酸盐氮浓度不高于0.01mg/L，COD浓度不高于10mg/L，但是硝酸盐氮浓度都达到了50mg/L以上。将运行了65天的一个养殖系统(水族箱1)的养殖水通过蠕动泵输入上述脱氮系统，经过脱氮处理后重新返回至养殖系统中，控制反应器中的水力停留时间在5-7h。另一养殖系统(水族箱2)仍按原方式运行作为对照。养殖系统内硝酸盐的变化情况如图1所示。1-65天时，两个养殖系统中硝酸盐的增加情况相近，在第65天硝酸盐氮的浓度都超过了50mg/L。连接了脱氮系统之后，水族箱1本文档来自技高网...

【技术保护点】
豆秸作为生物法反硝化脱氮的碳源的用途。

【技术特征摘要】
1.豆秸作为生物法反硝化脱氮的碳源的用途。2.一种水体的反硝化脱氮方法，其特征在于，以豆秸为碳源对水体进行生物法反硝化脱氮处理。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反硝化脱氮方法为：以豆秸作为碳源接种活性污泥并进行微生物驯化，然后将水体通过所述豆秸即可。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述水体...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝健，
申请(专利权)人：宁波源溯生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33