一种利用蓝光快速启动短程反硝化反应的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用蓝光快速启动短程反硝化反应的方法，属于污水处理技术领域，具体包括以下步骤：S1、从市政污水处理厂的缺氧池取活性污泥，置于反应器内进行反硝化菌驯化，反应器内保持缺氧环境，在以NaNO3为氮源的进水水质条件下驯化1个月，富集反硝化菌；S2、反硝化菌驯化成功后，短程反硝化反应运行阶段，进水为以硝酸盐为氮源的进水水质，在反应器内放置蓝光灯，在反应器的缺氧反应阶段打开蓝光灯，缺氧反应阶段结束后即可实现亚硝酸盐积累的短程反硝化反应，本发明专利技术利用蓝光调节微生物代谢而非失活来实现短程反硝化反应的方法。代谢而非失活来实现短程反硝化反应的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种利用蓝光快速启动短程反硝化反应的方法


[0001]本专利技术涉及一种利用蓝光快速启动短程反硝化反应的方法，属于污水处理


技术介绍

[0002]制药废水、工业废水中含有大量的硝酸盐，目前，高浓度硝酸盐废水采用传统反硝化生物法技术将硝酸盐经过多次还原后生成氮气排放，传统反硝化过程每一步都有特异的酶参与，包括：NO3‑
还原酶（Nar）将NO3‑
还原到NO2‑
、NO2‑
还原酶（Nir）将NO2‑
还原为一氧化氮(NO)、NO还原酶（Nor）将一氧化氮(NO)还原为氧化亚氮（N2O），和N2O还原酶（Nitrous oxide reductase，Nos）将氧化亚氮（N2O）还原为氮气（N2）。但是，参与传统反硝化过程的反硝化菌为异养型细菌，每一步都以有机碳作为碳源，理论上每还原1g NO3‑
N，需要消耗2.86g有机碳，通常反硝化过程的BOD/TKN>3，才能保证反硝化反应的进行，否则需要额外补充碳源，外加碳源大量增加了污水处理的成本，也产生了较高的污泥产量，从而增加了剩余污泥的处理费用。
[0003]而短程反硝化是传统反硝化的第一步反应，通过硝酸盐还原菌将NO3‑
还原为NO2‑
，不再进行后续反硝化反应，该过程相比传统反硝化减少了后续反硝化反应对碳源的需求。厌氧氨氧化工艺以氨和NO2‑
为底物反应生成氮气，该过程无需氧气和有机碳的参与，而短程反硝化生成的NO2‑
为厌氧氨氧化工艺提供NO2‑/>底物，因此，短程反硝化+厌氧氨氧化工艺可实现同步去除氮和有机物，同时降低能耗和污泥产量。短程反硝化的实现要求反硝化过程NO2‑
积累，而反硝化过程NO2‑
积累的直接原因是由于NO2‑
的还原速率小于NO3‑
的还原速率，一般情况下，NO2‑
的还原速率都大于NO3‑
的还原速率，因此反应过程不会出现NO2‑
的积累。但在实际运行过程中，NO2‑
积累的现象主要是由于一些外部因素，如有机物量、碳源类型、pH等导致NO2‑
还原酶的活性小于NO3‑
还原酶的活性，使得NO2‑
的还原速率小于NO3‑
的还原速率，从而实现短程反硝化NO2‑
积累。但是，这些因素和方法无法形成稳定的持续的NO2‑
积累。
[0004]光驱动技术调节微生物的氮代谢具有成本效益和可持续性，是一种有前景的技术。光化学反应引起的细胞氧化应激对微生物具有失活作用。如何利用光对反硝化菌的抑制作用，即光驱动技术调节微生物的氮代谢，从而实现短程反硝化工艺的启动和稳定运行，目前还没有报道。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种利用蓝光调节微生物代谢而非失活来实现短程反硝化反应的方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为一种利用蓝光快速启动短程反硝化反应的方法，包括以下步骤：S1、从市政污水处理厂的缺氧池取活性污泥，置于反应器内进行反硝化菌驯化，反应器内保持缺氧环境，在以NaNO3为氮源的进水水质条件下驯化1个月，富集反硝化菌；
S2、反硝化菌驯化成功后，短程反硝化反应运行阶段，进水为以硝酸盐为氮源的进水水质，在反应器内放置蓝光灯，在反应器的缺氧反应阶段打开蓝光灯，缺氧反应阶段结束后即可实现亚硝酸盐积累的短程反硝化反应。
[0007]优选的，在反硝化菌驯化阶段以NaNO3为氮源的进水水质为：CH3COONa 7 g/L，NaNO
3 11 g/L，HCl 0.027 mol/L，KH2PO
4 0.75 g/L，KHCO
3 0.1 g/L，CaCO
3 0.03 g/L，MgSO4·
7H2O 0.021 g/L，Na2·
EDTA 15.63 mg/L，FeSO4·
7H2O 5.21 mg/L，H3BO
3 0.01 mg/L，ZnSO4·
7H2O 0.45 mg/L，CoCl2·
6H2O 0.25 mg/L，MnCl2·
4H2O 1.03 mg/L，CuSO
4 0.17 mg/L，NiCl2·
6H2O 0.20 mg/L，Na2MoO4·
2H2O 0.23 mg/L。
[0008]优选的，所述反应器采用序列间歇式活性污泥反应器，该序列间歇式活性污泥反应器内置用于均匀混合的搅拌桨，在反硝化菌驯化阶段，反应器每天约3
‑
4个循环，每个循环排放比为25%，循环时间约为6
‑
8小时，反应器循环周期内缺氧反应时间300
‑
380分钟。
[0009]优选的，所述反应器内的温度为15
‑
35℃。
[0010]优选的，在短程反硝化反应运行阶段，反应器内的蓝光灯波长范围在350 nm
‑
400 nm，光强度为2.0
±
0.5 mW cm
‑2。
[0011]优选的，在短程反硝化反应运行阶段，进水为以硝酸盐为氮源的污水，硝态氮浓度为100 mg/L
‑
500 mg/L，pH为6.5
‑
9。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术的蓝光可抑制亚硝酸盐还原反应并导致代谢功能障碍，实现亚硝酸盐积累，且没有显著的细胞损伤，蓝光还可以通过代谢调节而非失活来实现短程反硝化反应；同时短程反硝化受pH、盐度、碳源类型、有机物量等因素的影响小，硝酸盐去除率可达到95%。
附图说明
[0013]图1为实施例1的缺氧反应阶段硝酸盐浓度变化图。
[0014]图2为实施例1的缺氧反应阶段亚硝酸盐浓度变化图。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
实施例1
[0016]从市政污水处理厂的缺氧池取活性污泥，置于8升的SBR反应器内进行反硝化菌驯化，污泥浓度为3500 mg/L，反应器被密封以保持缺氧环境，反应器内安装有搅拌桨，进水为配水，浓度为CH3COONa 7 g/L，NaNO
3 11 g/L，HCl 0.027 mol/L，KH2PO
4 0.75 g/L，KHCO
3 0.1 g/L，CaCO
3 0.03 g/L，MgSO4·
7H2O 0.021 g/L，Na2·
EDTA 15.63 mg/L，FeSO4·
7H2O 5.21 mg/L，H3BO
3 0.01 mg/L，ZnSO4·
7H2O 0.45 mg/L，CoCl2·
6H2O 0.25 mg/L，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用蓝光快速启动短程反硝化反应的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、从市政污水处理厂的缺氧池取活性污泥，置于反应器内进行反硝化菌驯化，反应器内保持缺氧环境，在以NaNO3为氮源的进水水质条件下驯化1个月，富集反硝化菌；S2、反硝化菌驯化成功后，短程反硝化反应运行阶段，进水为以硝酸盐为氮源的进水水质，在反应器内放置蓝光灯，在反应器的缺氧反应阶段打开蓝光灯，缺氧反应阶段结束后即可实现亚硝酸盐积累的短程反硝化反应。2.根据权利要求1所述的一种利用蓝光快速启动短程反硝化反应的方法，其特征在于：在反硝化菌驯化阶段以NaNO3为氮源的进水水质为：CH3COONa 7 g/L，NaNO
3 11 g/L，HCl 0.027 mol/L，KH2PO
4 0.75 g/L，KHCO
3 0.1 g/L，CaCO
3 0.03 g/L，MgSO4·
7H2O 0.021 g/L，Na2·
EDTA 15.63 mg/L，FeSO4·
7H2O 5.21 mg/L，H3BO
3 0.01 mg/L，ZnSO4·
7H2O 0.45 mg/L，CoCl2·
6H2O 0.25 mg/L，MnCl2·
4H2O 1.03 mg/L，CuSO
4 0.17...

【专利技术属性】
技术研发人员：张潇，李乐，张晓东，
申请(专利权)人：山西华仕低碳技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：