利用异养硝化-好氧反硝化菌构建的脱氮工艺及其在处理稀土矿氨氮废水中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种利用异养硝化

【技术实现步骤摘要】
利用异养硝化
‑
好氧反硝化菌构建的脱氮工艺及其在处理稀土矿氨氮废水中的应用


[0001]本专利技术涉及污水处理及矿山治理
，具体涉及一种利用异养硝化
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好氧反硝化菌构建的脱氮工艺及其在脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中氨氮的应用。

技术介绍

[0002]风化壳淋积型稀土矿是一种重要的战略性矿产资源，矿山环境污染问题正成为阻碍稀土产业可持续发展的关键因素。在风化壳淋积型稀土矿开采过程中需要使用大量铵盐试剂，因此氨氮残留是此类矿山环境污染的主要因素之一。采用氨氮淋洗技术去除尾矿山残留氨氮是治理矿山氨氮污染的有效手段，对收集到的淋出液进行进一步脱氮处理是该技术的关键步骤。风化壳淋积型稀土矿残留铵盐淋出液中的氨氮含量与矿山闭矿年份有较大关系，一般矿山闭矿年份越久，淋洗出来的氨氮浓度越低。总体而言，风化壳淋积型稀土矿残留铵盐淋出液具有pH偏酸性、氨氮浓度跨度广(50
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4000mg/L)等特点。
[0003]生物脱氮因成本低、脱氮率高且不易产生二次污染等优点，在氨氮废水脱氮处理方面应用广泛。然而大多数生物脱氮工艺所依赖的脱氮菌种为自养硝化菌和厌氧反硝化菌，分为好氧
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厌氧两段式工作区间，存在占地面积大、成本高等问题。况且自养硝化菌世代周期长、增殖慢，用于矿山氨氮废水处理时需花费较长时间培育或者从矿山外污水处理厂运送至矿山，不利于矿山氨氮废水处理的快速启动。
[0004]异养硝化
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好氧反硝化菌兼具硝化和反硝化作用，能够在同一空间同时进行硝化反硝化脱氮，且其世代周期短、生长和脱氮速率快，当前已成为研究热点。目前关于异养硝化
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好氧反硝化菌的研究主要集中在菌种筛选、机理探究等方面，在应用方面主要探究异养硝化
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好氧反硝化菌对传统生物脱氮过程的强化，而单独应用异养硝化
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好氧反硝化菌构建的脱氮工艺研究较少。因此，开发一种异养硝化
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好氧反硝化菌单独应用的脱氮工艺对偏远稀土矿区氨氮污染治理有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有生物脱氮工艺中存在的自养硝化菌增殖慢、占地面积大、外加碱量高等问题，开发了一种利用异养硝化
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好氧反硝化菌构建的脱氮工艺，并将该工艺用于脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中的氨氮，从而解决了风化壳淋积型稀土矿矿山氨氮污染问题。
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种利用异养硝化
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好氧反硝化菌构建的脱氮工艺，包括：(a)反应器进水的同时进行曝气；(b)停止进水，继续曝气；(c)停止曝气，开始排水；(d)停止排水，部分处理水回流；(e)重复步骤(a)
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(d)。
[0007]进一步的，步骤(a)进水、曝气过程具体如下：首先采用过滤沉降等固液分离方法除去污水中的不可溶物质，接着投加适量有机碳源(如葡萄糖、柠檬酸钠、乙酸钠等)调节污水的碳氮比(C/N)为4
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12，然后将污水持续泵入装有异养硝化
‑
好氧反硝化菌菌液的反应器
中。期间根据总反应容积调控进水流速，每分钟的进水量不超过反应容积的1％，如反应体积为2L，进水流速控制在20mL/min以下。在污水进入反应器的同时，启动曝气和搅拌系统，异养硝化
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好氧反硝化脱氮过程启动。首次进水前需预先向反应器内注入异养硝化
‑
好氧反硝化菌菌液，其加入量相当于反应器总体积的1/3
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1/2；此后反应器中排水后留存的少量混合液能够有效补充异养硝化
‑
好氧反硝化菌，因此在后续批次污水处理过程中无需再额外添加菌液。
[0008]进一步的，异养硝化
‑
好氧反硝化菌菌种可从微生物保藏中心或高校实验室等处购买，也可从自然环境(土壤、水体，包括污染源头土壤、水体)中分离筛选；所述异养硝化
‑
好氧反硝化菌菌液的培育过程如下：将获得的异养硝化
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好氧反硝化菌菌种培养、扩大至所需总量，使得菌液浓度(以OD
600
表示)为0.8
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1.3。该过程一般耗时约1
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3天，相较于传统的自养硝化菌培育时间大大缩短。
[0009]进一步的，所述异养硝化
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好氧反硝化菌菌种属于细菌，如本专利技术实施例中使用的黄褐假单胞菌(Pseudomonas fulva)、摩氏假单胞菌(Pseudomonas mosselii)、霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)。
[0010]进一步的，步骤(b)中待混合液达到反应器最大容积时停止进水，保持曝气和搅拌系统继续运行。
[0011]进一步的，步骤(c)中待反应器内液体的氨氮浓度降至国家排放标准时停止曝气和搅拌，接着开始快速排水。
[0012]进一步的，步骤(d)中待达到预定排水量时停止排水，所述预定排水量经验计算公式为：V＝V
总
‑
C0*V0/C；其中V为排水量，单位为L；V
总
为反应器总体积，单位为L；C0为下一批次反应初始预设的异养硝化
‑
好氧反硝化菌液浓度，以OD
600
计；V0为下一批次反应初始预设的异养硝化
‑
好氧反硝化菌液体积，单位为L；C为停止排水时异养硝化
‑
好氧反硝化菌液浓度，以OD
600
计。
[0013]进一步的，步骤(d)中部分处理水回流过程具体如下：排出的水经过沉淀池(两级)沉淀后，得到污泥和处理水；一部分处理水达标排放，另一部分处理水回流至反应器中；处理水回流量的经验计算公式为：V
回
＝V0‑
(V
总
‑
V)；其中V
回
为处理水回流量，单位为L；V0为下一批次反应初始预设的异养硝化
‑
好氧反硝化菌液体积，单位为L；V
总
为反应器总体积，单位为L；V为排水量，单位为L。处理水回流的目的在于：上一批次污水脱氮完成后，反应器内异养硝化
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好氧反硝化菌菌液浓度可能过大，使得下一批次反应初始异养硝化
‑
好氧反硝化菌菌液浓度过大，造成菌体过密影响脱氮正常进行；适量的处理水回流可以调节下一批次反应初始异养硝化
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好氧反硝化菌菌液浓度，使其达到适宜的初始菌液浓度(0.8
‑
1.3，以OD
600
计)。需要指出的是，处理水的回流对污水处理总量的影响可忽略不计。
[0014]进一步的，本工艺运行过程中反应器的温度控制在25
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35℃；所述反应器为圆柱形，其径高比为1:1.5
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2。该反应器只需具备完整的进出水、曝气搅拌、控温及水质检测等系统即可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用异养硝化
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好氧反硝化菌构建的脱氮工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：(a)反应器进水的同时进行曝气；(b)停止进水，继续曝气；(c)停止曝气，开始排水；(d)停止排水，部分处理水回流；(e)重复步骤(a)
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(d)。2.如权利要求1所述的脱氮工艺，其特征在于步骤(a)进水、曝气过程具体如下：首先去除污水中的不可溶物质，接着投加有机碳源调节污水的碳氮比C/N为4
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12，然后将污水持续注入预先装有异养硝化
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好氧反硝化菌菌液的反应器中，在进水的同时进行曝气和搅拌。3.如权利要求2所述的脱氮工艺，其特征在于：异养硝化
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好氧反硝化菌菌液的加入量相当于反应器总体积的1/3
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1/2。4.如权利要求2或3所述的脱氮工艺，其特征在于：菌液中的异养硝化
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好氧反硝化菌菌种购自微生物保藏中心或高校实验室等处，或者自行从自然环境中分离筛选得到，获得菌种后将其培养、扩大成OD
600
为0.8
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1.3的菌液。5.如权利要求4所述的脱氮工艺，其特征在于：所述异养硝化
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好氧反硝化菌菌种选自黄褐假单胞菌Pseudomonas fulva、摩氏假单胞菌Pseudomonas mosselii、霍氏肠杆菌Enterobacter hormaechei中的至少一种，优选为三者等比例混合后的复合菌种。6.如权利要求1所述的脱氮工艺，其特征在于：步...

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