【技术实现步骤摘要】
本申请涉及污水处理，更具体地说，它涉及一种炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法。
技术介绍
1、厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation,anammox)工艺是利用no2-将nh4+氧化为氮气的自养生物脱氮工艺，较传统硝化-反硝化工艺具有需氧量低、无碳源需求、污泥产量少，以及可大幅度降低脱氮能耗、处理成本和温室效应气体排放等优点。厌氧氨氧化工艺虽具有经济、高效与可持续性等优点，但其仍存在厌氧氨氧化菌生长速度慢，世代周期较长，进而导致厌氧氨氧化菌富集难，反应器启动慢，运行不稳定等问题，严重影响了厌氧氨氧化工艺的规模化推广和应用。
2、纳米零价铁(nano zero valent iron，nzvi)因具有高比表面积，强还原性，高反应活性，能够快速的消耗溶解氧，降低氧化还原单位等特点，被广泛应用于污水处理。研究发现，厌氧氨氧化菌体内含有很多铁存储“站点”，这些存储的铁元素通常以fe2+的形式作为fe-s蛋白及血红素蛋白的辅酶因子参与到厌氧氨氧化菌的电子传递过程中，包括nh4+-n到n2的转变。另一方面，铁作为微生物生长的重要元素，可以促进厌氧氨氧化菌的新陈代谢。基于上述陈述，本申请提供一种炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法。
技术实现思路
1、为了提高厌氧氨氧化工艺的脱氮能力，本申请提供了一种炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，通过添加炭载纳米零价铁，为厌氧氨氧化提供微生物生长载体和电子传递活性载体。
2、本申请提
3、一种炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，包括以下制备步骤：
4、s1、在mbr膜生物反应器中，接种厌氧氨氧化颗粒污泥，使反应器中厌氧氨氧化颗粒污泥体积占反应器体积的1/2-3/4；
5、s2、向步骤s1中的mbr膜生物反应器中通混合惰性气体10-20min去除溶解氧；
6、s3、以人工模拟废水作为进水，控制反应器内温度为33-38℃，搅拌转速为100-150r/min，ph值为7.5-8，废水体积与反应器体积比为1/3-1/2，水力停留时间为3-4h，待反应器运行稳定后，向反应器中添加炭载纳米零价铁并保持反应器稳定运行；
7、s4、以液位控制器和蠕动泵控制反应器进出水，并于运行期间每日测定出水总氮浓度。
8、优选的，所述步骤s1中厌氧氨氧化颗粒污泥mlvss为2000-2200mg/l，平均粒径为180-220目。
9、优选的，所述步骤s2中混合惰性气体包括体积95％的氩气和5％的二氧化碳。
10、优选的，所述步骤s3中人工模拟废水以水为溶剂，包括以下溶质组份：nh4cl 25-35g/l、nano2 35-42g/l、kh2po4 0.008-0.011g/l、cacl2·2h2o0.005-0.006g/l、mgso4·7h2o 0.2-0.4g/l、feso4·7h2o 0.006-0.007g/l、khco3 0.6-0.8g/l、edta 0.006-0.007g/l、nahco3 0.05-0.07g/l、微量元素0.07-0.08g/l。
11、优选的，所述步骤s3中人工模拟废水以水为溶剂，包括以下溶质组份：nh4cl 30g/l、nano2 39g/l、kh2po4 0.01g/l、cacl2·2h2o 0.0055g/l、mgso4·7h2o 0.3g/l、feso4·7h2o 0.0065g/l、khco3 0.7g/l、edta 0.0065g/l、nahco3 0.06g/l、微量元素0.075g/l。
12、优选的，所述微量元素以水为溶剂，包括以下溶质组份：edta·2na14-16g/l、h3bo30.012-0.016g/l、mncl2·4h2o 0.9-1.1g/l、cuso4·5h2o0.2-0.3g/l、znso4·7h2o 0.4-0.6g/l、cocl2·6h2o 0.2-0.3g/l、nicl2·6h2o0.15-0.25g/l、namoo4·2h2o 0.18-0.25g/l、nawo4·2h2o 0.03-0.08g/l。
13、优选的，所述微量元素以水为溶剂，包括以下溶质组份：edta·2na15g/l、h3bo30.014g/l、mncl2·4h2o 1g/l、cuso4·5h2o 0.25g/l、znso4·7h2o 0.45g/l、cocl2·6h2o0.25g/l、nicl2·6h2o 0.2g/l、namoo4·2h2o 0.22g/l、nawo4·2h2o 0.05g/l。
14、优选的，所述步骤s3中炭载纳米零价铁由以下方法制得：
15、(1)以玉米秸秆为生物炭原料，经破碎机破碎后放至隔绝氧气的马弗炉内，控制热解温度为290-340℃，热解时间为120-180min，热解结束后，冷却至室温，用去离子水洗涤至为8.0±0.1，然后在75-85℃下干燥32-40h，依次过35和100目筛网，得到粒径为0.15-0.5mm的生物炭颗粒；
16、(2)按料液比1:4-5，将feso4·7h2o溶解在75％乙醇溶液中，再添加生物炭颗粒，超声25-35min形成分散均匀的feso4-生物炭负载系统；
17、(3)在持续通入n2的环境下，向feso4-生物炭负载系统中滴加nabh4溶液，控制搅拌速度为250-350rpm，持续搅拌40-80min，搅拌完毕后将获得的炭载零价纳米铁在去离子水和乙醇中交替洗涤两次后，在50-80℃下真空干燥至恒重即得。
18、优选的，所述步骤(2)中fe与生物炭颗粒的质量比1:10。
19、优选的，所述步骤(2)中nabh4溶液的浓度为1-1.2mol/l，nabh4溶液与生物炭颗粒的质量比5:1。
20、优选的，所述步骤s3中反应器稳定运行期间，每日投加炭载纳米零价铁，以废水体积计，控制投加量为5g/l。
21、综上所述，本申请具有以下有益效果：
22、1、本申请采用自制的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮，能够缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间，促进厌氧氨氧化污泥的固定化，对厌氧氨氧化颗粒污泥的活性有着明显的刺激促进作用，能够消除溶解氧，避免由于溶解氧暴露等带来的不利影响，维持厌氧氨氧化过程相对稳定，本申请制备的炭载纳米零价铁释放的fe2+还能够作为生物可利用的电子供体促进硝酸盐还原，进一步强化厌氧氨氧化的脱氮性能。
23、2、本申请采用玉米秸秆热解制得生物质炭，将将feso4·7h2o溶解在75％乙醇溶液中后，加生物质炭分散混合，最后滴加nabh4溶液搅拌反应制得所需的炭载纳米零价铁，本申请制得的炭载纳米零价铁负载均匀性好，纳米零价铁与生物质炭载体的结合强度高，综合性能优异。
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1.一种炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤S1中厌氧氨氧化颗粒污泥MLVSS为2000-2200mg/L，平均粒径为180-220目。
3.根据权利要求1所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤S2中混合惰性气体包括体积95％的氩气和5％的二氧化碳。
4.根据权利要求1所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤S3中人工模拟废水以水为溶剂，包括以下溶质组份：NH4Cl 25-35g/L、NaNO235-42g/L、KH2PO4 0.008-0.011g/L、CaCl2·2H2O 0.005-0.006g/L、MgSO4·7H2O 0.2-0.4g/L、FeSO4·7H2O 0.006-0.007g/L、KHCO3 0.6-0.8g/L、EDTA0.006-0.007g/L、NaHCO30.05-0.07g/L、微量元素0.07-0.08g/L。
5.根
6.根据权利要求1所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤S3中炭载纳米零价铁由以下方法制得：
7.根据权利要求6所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤(2)中Fe与生物炭颗粒的质量比1:10。
8.根据权利要求6所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤(2)中NaBH4溶液的浓度为1-1.2mol/L，NaBH4与生物炭颗粒的质量比1:5。
9.根据权利要求1所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤S3中反应器稳定运行期间，每日投加炭载纳米零价铁，以废水体积计，控制投加量为5g/L。
...【技术特征摘要】
1.一种炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤s1中厌氧氨氧化颗粒污泥mlvss为2000-2200mg/l，平均粒径为180-220目。
3.根据权利要求1所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤s2中混合惰性气体包括体积95％的氩气和5％的二氧化碳。
4.根据权利要求1所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述步骤s3中人工模拟废水以水为溶剂，包括以下溶质组份：nh4cl 25-35g/l、nano235-42g/l、kh2po4 0.008-0.011g/l、cacl2·2h2o 0.005-0.006g/l、mgso4·7h2o 0.2-0.4g/l、feso4·7h2o 0.006-0.007g/l、khco3 0.6-0.8g/l、edta0.006-0.007g/l、nahco30.05-0.07g/l、微量元素0.07-0.08g/l。
5.根据权利要求4所述的炭载纳米零价铁强化厌氧氨氧化脱氮性能的方法，其特征在于，所述微量元素以水为...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾早立，周秀秀，王振宇，
申请(专利权)人：上海葭济环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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