一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法技术

本发明专利技术涉及一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法，在低丰度的厌氧氨氧化污泥中添加氧化还原活性生物炭，所述氧化还原活性生物炭的添加量为3～14g/L。使用本发明专利技术的投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法可在提高厌氧氨氧化菌脱氮活性的同时提高厌氧氨氧化菌丰度，对于厌氧氨氧化工艺的快速启动具有较好的理论指导意义。有较好的理论指导意义。有较好的理论指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法


[0001]本专利技术属于污水处理
，尤其是涉及一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法。

技术介绍

[0002]厌氧氨氧化(Anammox)技术作为一种新兴的传统硝化反硝化脱氮工艺的替代工艺，具有节省碳源、无需曝气、减少温室气体释放及降低剩余污泥产量等众多优点，为实现污水处理厂的节能降耗带来了曙光，已经成为污水脱氮处理领域的研究热点之一。
[0003]然而，厌氧氨氧化菌倍增时间长(2.1～12d)、细胞产率低，厌氧氨氧化反应器启动困难。此外，厌氧氨氧化菌对温度、溶解氧、进水基质浓度等环境条件敏感，给厌氧氨氧化工艺的稳定运行带来巨大困难。以上两点严重限制了厌氧氨氧化工艺的大规模推广应用。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中厌氧氨氧化工艺难以稳定运行的问题，本专利技术提供一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术提供一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法，在低丰度的厌氧氨氧化污泥中添加氧化还原活性生物炭，所述氧化还原活性生物炭的添加量为3～14g/L。
[0007]在本专利技术的一个实施方式中，在低丰度的厌氧氨氧化污泥中添加氧化还原活性生物炭后，利用厌氧氨氧化污泥进行污水处理。
[0008]在本专利技术的一个实施方式中，所述氧化还原活性生物炭的添加量为8～12g/L。
[0009]在本专利技术的一个实施方式中，所述氧化还原活性生物炭的添加量为10g/L。
[0010]在本专利技术的一个实施方式中，所述低丰度的厌氧氨氧化污泥中含有厌氧氨氧化菌Ca.Brocadia。其中，厌氧氨氧化菌Ca.Brocadia为本领域已知的菌种。
[0011]在本专利技术的一个实施方式中，所述低丰度的厌氧氨氧化污泥中含有厌氧氨氧化菌Ca.Brocadia的初始相对丰度为0.6
±
0.2％。
[0012]在本专利技术的一个实施方式中，在低丰度的厌氧氨氧化污泥中添加氧化还原活性生物炭后，厌氧氨氧化污泥中含有厌氧氨氧化菌Ca.Brocadia的相对丰度为1.2～10.9％，优选为5.4～10.9％。
[0013]在本专利技术的一个实施方式中，所述低丰度的厌氧氨氧化污泥的初始比厌氧氨氧化活性为0.55
±
0.02g N/g VSS/d。
[0014]在本专利技术的一个实施方式中，在低丰度的厌氧氨氧化污泥中添加氧化还原活性生物炭后，所述厌氧氨氧化污泥的比厌氧氨氧化活性为0.67～0.90g N/g VSS/d，优选为0.86
±
0.04g N/g VSS/d。
[0015]在本专利技术的一个实施方式中，所述氧化还原活性生物炭的投加方式为一次性投加。
[0016]在本专利技术的一个实施方式中，所述厌氧氨氧化污泥的温度为35℃，pH为7.5。
[0017]在本专利技术的一个实施方式中，所述氧化还原活性生物炭选择用竹子制备的竹炭基生物炭。
[0018]在本专利技术的一个实施方式中，所述竹炭基生物炭的制备方法如下：将竹子磨成粉末后，烘干，然后碳化，得到生物炭，生物炭用去离子水洗涤，调节pH为7.50
±
0.03，干燥，即得到所述竹炭基生物炭。
[0019]在本专利技术的一个实施方式中，碳化的条件为：温度以5℃/min梯度升温，直至温度达到400℃，并维持在此温度2～3h，期间连续通入氮气以保持缺氧环境。
[0020]在本专利技术的一个实施方式中，所述竹炭基生物炭的制备方法如下：将竹子磨成粉末后，首先在电热恒温干燥箱中105℃下烘干24h。随后在多工位真空管式炉中进行碳化，具体操作为：首先让温度以5℃/min梯度升温，直至温度达到400℃，并维持在此温度2.5h后关闭管式炉，期间向管式炉中连续通入氮气以保持缺氧环境。将获得的生物炭进行筛分，分离得到20～40μm的生物炭。最后将制备所得生物炭样品用去离子水洗涤三遍，调节pH为7.50
±
0.03，然后在105℃下干燥24h，于干燥器中保存。
[0021]本专利技术采用低丰度的厌氧氨氧化污泥作为研究对象，通过投加不同质量的生物炭及改变进水基质浓度，确定了厌氧氨氧化体系的活性及丰度提高效果，进而提供了较优的一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和有益效果如下：
[0023]1、本专利技术充分利用氧化还原活性生物炭能够介导微生物胞外电子传递并加速微生物代谢活性的特性，在提高厌氧氨氧化菌脱氮活性的同时提高厌氧氨氧化菌丰度，完成厌氧氨氧化工艺快速启动的目的。
[0024]2、本专利技术有助于提高厌氧氨氧化体系的总氮去除率及抵抗基质波动的能力。
[0025]3、本专利技术中生物炭制备原料廉价，仅需一次投加，具有较好的成本效益比。
[0026]4、本专利技术适用于厌氧氨氧化菌的快速富集及厌氧氨氧化工艺的快速启动。
附图说明
[0027]图1
‑
1为五个厌氧氨氧化系统的脱氮性能
‑
出水氨氮浓度结果；
[0028]图1
‑
2为五个厌氧氨氧化系统的脱氮性能
‑
出水亚硝氮浓度结果；
[0029]图1
‑
3为五个厌氧氨氧化系统的脱氮性能
‑
出水硝氮浓度结果；
[0030]图1
‑
4为五个厌氧氨氧化系统的脱氮性能
‑
总氮负荷结果；
[0031]图1
‑
5为五个厌氧氨氧化系统的脱氮性能
‑
总氮去除速率结果；
[0032]图1
‑
6为五个厌氧氨氧化系统的脱氮性能
‑
总氮去除效率结果；
[0033]图2为厌氧氨氧化污泥的比厌氧氨氧化活性随时间的变化关系图；
[0034]图3为种泥及运行40d后五个厌氧氨氧化系统中污泥的脱氮菌属组成。
具体实施方式
[0035]本专利技术提供一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的
方法，在低丰度的厌氧氨氧化污泥中添加氧化还原活性生物炭，所述氧化还原活性生物炭的添加量为3～14g/L，利用厌氧氨氧化污泥进行污水处理。
[0036]其中，生物炭的获得方式如下：取青竹，将竹子磨成粉末后，首先在电热恒温干燥箱中105℃下烘干24h。随后在多工位真空管式炉中进行碳化，具体操作为：首先让温度以5℃/min梯度升温，直至温度达到400℃，并维持在此温度2.5h后关闭管式炉，期间向管式炉中连续通入氮气以保持缺氧环境。将获得的生物炭进行筛分，分离得到20～40μm的生物炭。最后将制备所得生物炭样品用去离子水洗涤三遍，调节pH为7.50
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法，其特征在于，在低丰度的厌氧氨氧化污泥中添加氧化还原活性生物炭，所述氧化还原活性生物炭的添加量为3～14g/L。2.根据权利要求1所述的一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法，其特征在于，在低丰度的厌氧氨氧化污泥中添加氧化还原活性生物炭后，利用厌氧氨氧化污泥进行污水处理。3.根据权利要求1所述的一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法，其特征在于，所述氧化还原活性生物炭的添加量为8～12g/L，优选为10g/L。4.根据权利要求1所述的一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法，其特征在于，所述低丰度的厌氧氨氧化污泥中含有厌氧氨氧化菌Ca.Brocadia。5.根据权利要求4所述的一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法，其特征在于，所述低丰度的厌氧氨氧化污泥中含有厌氧氨氧化菌Ca.Brocadia的初始相对丰度为0.6
±
0.2％。6.根据权利要求4所述的一种投加氧化还原活性生物炭快速提高厌氧氨氧化菌活性和丰度的方法，其特征在于，在低丰度的厌氧氨氧化污泥中添加氧化还原活性生物炭后，厌氧氨氧化污泥中含有厌氧氨氧化菌Ca.Brocadia的相对丰度为1.2～10.9％，优选为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚宜，王伟刚，刘清华，王天蓓，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：