利用土著脱氮微生物菌群脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中氨氮的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用土著脱氮微生物菌群脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中氨氮的方法。首先从稀土浸矿场地采集土壤样品和淋出液样品，然后从其中分离、富集、筛选出单一或复合土著脱氮微生物菌群，接着将得到的微生物菌群接种到待处理的稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中培养即可。本发明专利技术使用的土著脱氮微生物菌群对稀土浸矿场地残留铵盐淋出液适应性强、脱氮率高，具有工艺简单、生产成本低、环境友好等优点，适用于稀土浸矿场地残留铵盐淋出液的大规模脱氮处理。

Removal of ammonia nitrogen from residual ammonium leaching solution of rare earth leaching site by indigenous denitrifying microorganisms

【技术实现步骤摘要】
利用土著脱氮微生物菌群脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中氨氮的方法
本专利技术涉及污水处理及稀土开采
，具体涉及一种利用土著脱氮微生物菌群脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中氨氮的方法。
技术介绍
我国离子型稀土矿资源在世界上拥有较大优势，南方七省是我国主要产地，目前离子型稀土矿的开采工艺已从池浸、堆浸发展到原地浸取。原地浸取工艺不开挖表土、不破坏植被，而是通过在山体表面布设注液井，将硫酸铵溶液作为浸取剂注入到矿体中，稀土离子与铵根离子发生离子反应后经收液工程汇集至水冶车间，再通过添加碳酸氢铵等进行沉淀富集，最终得到碳酸盐稀土产品。原地浸取工艺虽然在很大程度上缓解了对生态环境的破坏，但原地浸矿过后山体中残留了大量氨氮。因此在稀土浸矿场地有较多的残留铵盐，这些残留铵盐对矿区及周围环境造成了一定的污染。国家对稀土行业特别规定，氨氮直接排放限值为15mg/L。相对于其它行业的氨氮废水而言，稀土浸矿场地残留铵盐淋出液具有如下特征：①C/N比低；②淋出液氨氮浓度值跨度范围大，最高达2000-3000mg/L，低的达50-100mg/L；③具有一定盐度，其中含有大量硫酸根离子及少量铝、铁、硅、钙、铅等金属离子；④pH偏酸性。因此，如何高效、低能耗的处理稀土浸矿场地残留铵盐淋出液并达标排放，仍是当前稀土行业发展难题和重要任务。随着技术的不断发展进步，废水中常见污染物氨氮的处理技术也在不断升级与突破。目前含氨废水的处理方法大致可分为物理-化学方法与生物方法两种，应用较为广泛的主要是生物法、吹脱法、膜分离法、化学法、离子交换法等。吹脱法适用于高浓度氨氮废水处理，具有能耗高、氨氮去除率低等不足，一般用作高浓度氨氮废水预处理。离子交换法的氨氮去除效率一般，膜分离法和化学法成本较高、应用面较窄。生物法较化学法和物理法有其独特的优势，其对中低浓度的氨氮废水有极好的处理效果，氨氮废水经其处理后能达到国家排放标准，具有成本低、环境友好等诸多优点。目前生物法已大规模应用于氨氮废水的处理，具有广阔的发展前景。自然界中存在着大量脱氮微生物，如自养硝化细菌、异养硝化细菌、反硝化细菌及厌氧氨氧化菌等等，这些脱氮微生物是生物法处理氨氮废水的基础。在离子型稀土矿浸矿场地的土壤、淋出液中含有大量氨氮，同时也生活着大量土著微生物(包括脱氮微生物)，这些土著微生物长期生活在矿区土壤及淋出液中，对稀土浸矿场地残留铵盐淋出液的复杂成分有很好的适应性和较强的耐受性。因此，从离子型稀土矿浸矿场地采集土壤及淋出液样品，筛选出土著脱氮微生物菌群并利用其脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中的氨氮，是稀土行业氨氮废水污染治理的一个重要研究方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种利用土著脱氮微生物菌群脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中氨氮的方法。该方法选用的微生物适应性好、脱氮能力强，因而脱氮效率高、处理效果好，具有工艺简单、生产成本低、环境友好等诸多优点。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：利用土著脱氮微生物菌群脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中氨氮的方法，具体包括以下步骤：(a)采集稀土浸矿场地的土壤样品和淋出液样品，对样品中的微生物菌群进行分离和富集培养，得到土著微生物菌群富集培养液；(b)对步骤(a)所得土著微生物菌群富集培养液进行脱氮筛选培养，得到土著脱氮微生物菌群；(c)将步骤(b)所得土著脱氮微生物菌群接种到稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中，添加脱氮培养基进行培养，待氨氮含量达标即可排放。进一步的，步骤(a)中样品采集方法具体如下：从稀土浸矿场地随机选择至少3个点进行取样，每个点采集100-200g土壤样品；从稀土浸矿场地淋出液的集液池、集液沟中随机选择至少3个点进行取样，每个点采集100-200mL淋出液样品；将采集到的土壤样品、淋出液样品置于0-4℃环境中保存备用。进一步的，步骤(a)土壤样品中土著微生物菌群的分离和富集培养方法具体如下：按照200-500g:1L的比例，将采集来的土壤样品与无菌水混合均匀后恒温振荡培养(温度为28-30℃，振荡时间20-30min，转速150-170r/min)，静置一段时间(10-15min)后取上清液，得到土壤样品初始菌悬液；接着按照1:2-3的体积比，将土壤样品初始菌悬液与富集培养基混合均匀后恒温培养(培养温度28-30℃，转速150-170r/min，培养时间1-3天)，得到第一次富集的土壤微生物菌群富集培养液；按照1:3-4的体积比，在同样的培养条件下将第一次富集的土壤微生物菌群富集培养液与富集培养基混合均匀再次恒温培养，得到第二次富集的土壤微生物菌群富集培养液；按照1:4-5的体积比，在同样的培养条件下将第二次富集的土壤微生物菌群富集培养液与富集培养基混合均匀进行第三次恒温培养；如此反复培养3-5次，得到土壤土著微生物菌群富集培养液。进一步的，步骤(a)淋出液样品中土著微生物菌群的分离和富集培养方法具体如下：按照1:2-3的体积比，将采集来的淋出液样品与富集培养基混合均匀后恒温培养(培养温度为28-30℃，转速150-170r/min，培养时间1-3天)，得到第一次富集的淋出液微生物菌群富集培养液；按照1:3-4的体积比，在同样的培养条件下将第一次富集的淋出液微生物菌群富集培养液与富集培养基混合均匀并恒温培养，得到第二次富集的淋出液微生物菌群富集培养液；按照1:4-5的体积比，在同样的培养条件下将第二次富集的淋出液微生物菌群富集培养液与富集培养基混合均匀后进行第三次恒温培养；如此反复培养3-5次，得到淋出液土著微生物菌群富集培养液。进一步的，所述土著微生物菌群富集培养液选自土壤土著微生物菌群富集培养液、淋出液土著微生物菌群富集培养液中的一种，或者两者以任意比例配成的混合物。实验表明，后者效果更佳。进一步的，所述富集培养基按照重量份数计的配方为：蛋白胨8-12份，NaCl8-12份，酵母提取物3-7份，蒸馏水1000份，pH值7-7.5。进一步的，步骤(b)中脱氮筛选培养的具体过程如下：按照1:3-6的体积比，将步骤(a)得到的土著微生物菌群富集培养液与脱氮功能筛选培养基混合均匀后恒温培养(培养温度为28-30℃，转速150-170r/min，培养时间1-3天)，得到第一次筛选的土著脱氮微生物菌群；按照1:4-8的体积比，在同样的培养条件下将第一次筛选的土著脱氮微生物菌群与脱氮功能筛选培养基混合并恒温培养，得到第二次筛选的土著脱氮微生物菌群；按照1:5-10的体积比，在同样的培养条件下将第二次筛选的土著脱氮微生物菌群与脱氮功能筛选培养基混合并进行第三次恒温培养；如此反复培养3-5次，得到土著脱氮微生物菌群。进一步的，所述脱氮功能筛选培养基按照重量份数计的配方为：葡萄糖或柠檬酸钠5-20份，(NH4)2SO40.5-2份，MgSO4·7H2O0.3-0.5份，NaCl1.5-3份，FeSO4·7H2O0.01-0.05份，MnSO4·4H2O0.01-0.04份，K2HPO40.5-1.5份，蒸馏水1000份，pH为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用土著脱氮微生物菌群脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中氨氮的方法，其特征在于包括以下步骤：(a)采集稀土浸矿场地的土壤样品和淋出液样品，对样品中的微生物菌群进行分离和富集培养，得到土著微生物菌群富集培养液；(b)对步骤(a)所得土著微生物菌群富集培养液进行脱氮筛选培养，得到土著脱氮微生物菌群；(c)将步骤(b)所得土著脱氮微生物菌群接种到稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中，再添加脱氮培养基培养即可。/n

【技术特征摘要】
1.利用土著脱氮微生物菌群脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中氨氮的方法，其特征在于包括以下步骤：(a)采集稀土浸矿场地的土壤样品和淋出液样品，对样品中的微生物菌群进行分离和富集培养，得到土著微生物菌群富集培养液；(b)对步骤(a)所得土著微生物菌群富集培养液进行脱氮筛选培养，得到土著脱氮微生物菌群；(c)将步骤(b)所得土著脱氮微生物菌群接种到稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中，再添加脱氮培养基培养即可。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)中样品采集方法具体如下：从稀土浸矿场地随机选择至少3个点进行取样，每个点采集100-200g土壤样品；从稀土浸矿场地淋出液的集液池、集液沟中随机选择至少3个点进行取样，每个点采集100-200mL淋出液样品；将采集到的土壤样品、淋出液样品置于0-4℃环境中保存备用。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)土壤样品中土著微生物菌群的分离和富集培养方法具体如下：按照200-500g:1L的比例，将采集来的土壤样品与无菌水混合均匀后恒温振荡培养，静置取上清液，得到土壤样品初始菌悬液；接着按照1:2-3的体积比，将土壤样品初始菌悬液与富集培养基混合均匀后恒温培养，得到第一次富集的土壤微生物菌群富集培养液；按照1:3-4的体积比，在同样的培养条件下将第一次富集的土壤微生物菌群富集培养液与富集培养基混合均匀再次恒温培养，得到第二次富集的土壤微生物菌群富集培养液；按照1:4-5的体积比，在同样的培养条件下将第二次富集的土壤微生物菌群富集培养液与富集培养基混合均匀进行第三次恒温培养；如此反复培养3-5次，得到土壤土著微生物菌群富集培养液。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)淋出液样品中土著微生物菌群的分离和富集培养方法具体如下：按照1:2-3的体积比，将采集来的淋出液样品与富集培养基混合均匀后恒温培养，得到第一次富集的淋出液微生物菌群富集培养液；按照1:3-4的体积比，在同样的培养条件下将第一次富集的淋出液微生物菌群富集培养液与富集培养基混合均匀并恒温培养，得到第二次富集的淋出液微生物菌群富集培养液；按照1:4-5的体积比，在同样的培养条件下将第二次富集的淋出液微生物菌群富集培养液与富集培养基混合均匀后恒温培养；如此反复培养3-5次，得到淋出液土著微生物菌群富集培养液。


5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于：所述富集培养基按照重量份数计的配方为：蛋白胨8-12份，NaCl8-12份，酵母提取物3-7份，蒸馏水1000份，pH值7-7.5。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述土著...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖春桥，胡锦刚，池汝安，邓祥意，刘雪梅，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42