【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境工程和废水处理领域，尤其涉及仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法。
技术介绍
1、水体环境中的硝酸盐(no3-)污染已成为一个全球性的环境问题，由于其高水溶性，广泛存在于地表水和地下水中，威胁着人类的健康。
2、近年来，许多研究证实了氧化还原介质(如醌类、金属、表面活性剂、卤素、硫化物、自分泌物质)通过加速生物转化的电子转移来促进生物脱氮的优势。但介体材料目前仍存在生物相溶性差、循环利用率低以及容易泄露至环境中造成二次污染等问题，另外介体材料仅能起到提高生物电子传递效率作用，对微生物群落结构演替的影响较小。群体感应(quorum sensing，qs)由自诱导物(ais)信号分子介导，是细菌之间进行信息交流的一种机制，细菌分泌的ais浓度随着细胞密度的增加而增加，它们通过释放和感知特定的信号分子来协调群体行为，可以根据菌群密度来调节基因的表达进而提高细菌生长速率、活性和脱氮效率以及调控微生物群落演替等。因此，若介体材料能实现电子传递效率增强和调控微生物群体感应协同作用耦合，将能更大程度提高生物脱氮效率，常见的信号分子包括n-酰基高丝氨酸内酯(ahl)，自动诱导器2(ai-2)和自动诱导期肽(aip)提取或人工制备困难，因此目前针对这方面的研究仍有欠缺。
3、生物反硝化脱氮是自然界氮循环的核心过程，通过反硝化微生物的代谢将no3-还原为氮气，但是由于反硝化过程涉及多个氧化还原反应且需要较高的能量消耗，导致反硝化效率较低，一方面电子转移效率是氧化还原反应的限制因素，另外，反硝化微
4、因此，有必要提供仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，解决了由于反硝化过程涉及多个氧化还原反应且需要较高的能量消耗，导致反硝化效率较低的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，促进生物脱氮效率，提高出水水质，包括以下步骤：
3、s1、使用核苷酸在室温下和金属化合物进行仿生矿化生长0.5-2小时，所述金属化合物浓度为10-100mm，多次离心清洗后得到沉淀物，最终冷冻干燥24小时制备得到仿生矿化双功能纳米材料；
4、s2、使用s1得到的仿生矿化双功能纳米材料培养反硝化生物脱氮体系，加速微生物反硝化过程。
5、优选的，所述s1中的核苷酸浓度为10-30mm。
6、优选的，所述s1中的核苷酸选自腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、尿嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸及次黄嘌呤核苷酸等的一种或两种以上的混合物。
7、优选的，所述s1中的金属离子选自为cu2+、fe3+、fe2+、ni2+中的一种。
8、优选的，所述s2中的反硝化反应体系中加有活性污泥、反硝化菌剂或厌氧污泥中的一种或几种。
9、优选的，所述s2中的仿生矿化双功能纳米材料促进电子传递提高反硝化速率和效率。
10、优选的，所述s2中的仿生矿化双功能纳米材料调控生物群落演替，提高反硝化速率和效率。
11、优选的，所述s2中的仿生矿化双功能纳米材料循环再利用，具有可持续发展意义。
12、优选的，所述s1中进行物体的清理时需要使用清理装置，所述清理装置包括箱体，所述箱体的内部设置有连接组件，所述连接组件包括连接杆，所述连接杆的表面从上至下依次套设有多个固定环，所述固定环的表面分别设置有两组第一放置组件和两组第二放置组件，所述第一放置组件包括第一固定板，所述第一固定板的底部连接有第一滤盒，所述第一固定板表面左右两侧的两边均连接有固定座，所述固定座的表面连接有连接杆，所述连接杆的表面套设有连接套，所述连接套的一侧连接有第二固定板，所述第二固定板的表面连接有第二滤盒，所述连接杆的表面且位于所述连接套的上方设置有固定环，所述第二放置组件包括矩形板，所述矩形板的表面开设有多个放置槽，所述矩形板的底部且位于多个所述放置槽的下方均连接有圆形滤盒，所述连接杆的顶端连接有支撑架，所述箱体的内壁连接有限位环。
13、优选的，所述箱体的内部设置有冲洗组件，所述冲洗组件包括环形管，所述环形管的表面连接有多个喷洒管，所述环形管和多个所述喷洒管的表面均开设有多个喷水孔，所述箱体的表面设置有输送装置，所述输送装置包括输送泵，所述输送泵的输入端和输出端分别连接有第一输送管和第二输送管，所述箱体的顶部设置有箱盖，所述箱体内壁的底部开设有通孔，所述箱体的底部且位于所述通孔的下方连接有排液管，所述排液管的表面设置有阀门。
14、与相关技术相比较，本专利技术提供的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法具有如下有益效果：
15、本专利技术提供仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，以新型仿生矿化双功能纳米材料作为外源材料投加到生物反硝化脱氮系统中，对硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原均可加速，可以将反硝化速率从2.65提高到2.95倍；
16、以新型仿生矿化双功能纳米材料作为外源材料投加到生物反硝化脱氮系统中，不仅促进细胞外聚合物质(eps)中氧化还原活性物质的大量分泌，还通过fe3+/fe2+的动态转换来调节电子传递和代谢活性物质，从而加速了细胞内/外电子传递。
17、新型仿生矿化双功能纳米材料中继信号分子作用，通过群体感应调控微生物群落的多样性，并选择性地丰富微生物群落(尤其是thauera 50.7％)。
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1.仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，促进生物脱氮效率，提高出水水质，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述S1中的核苷酸浓度为10-30mM。
3.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述S1中的核苷酸选自腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、尿嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸及次黄嘌呤核苷酸等的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述S1中的金属离子选自为Cu2+、Fe3+、Fe2+、Ni2+中的一种。
5.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述S2中的反硝化反应体系中加有活性污泥、反硝化菌剂或厌氧污泥中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述S2中的仿生矿化双功能纳米材料促进电子传递提高反硝
7.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述S2中的仿生矿化双功能纳米材料调控生物群落演替，提高反硝化速率和效率。
8.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述S2中的仿生矿化双功能纳米材料循环再利用，具有可持续发展意义。
9.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述S1中进行物体的清理时需要使用清理装置，所述清理装置包括箱体，所述箱体的内部设置有连接组件，所述连接组件包括连接杆，所述连接杆的表面从上至下依次套设有多个固定环，所述固定环的表面分别设置有两组第一放置组件和两组第二放置组件，所述第一放置组件包括第一固定板，所述第一固定板的底部连接有第一滤盒，所述第一固定板表面左右两侧的两边均连接有固定座，所述固定座的表面连接有连接杆，所述连接杆的表面套设有连接套，所述连接套的一侧连接有第二固定板，所述第二固定板的表面连接有第二滤盒，所述连接杆的表面且位于所述连接套的上方设置有固定环，所述第二放置组件包括矩形板，所述矩形板的表面开设有多个放置槽，所述矩形板的底部且位于多个所述放置槽的下方均连接有圆形滤盒，所述连接杆的顶端连接有支撑架，所述箱体的内壁连接有限位环。
10.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述箱体的内部设置有冲洗组件，所述冲洗组件包括环形管，所述环形管的表面连接有多个喷洒管，所述环形管和多个所述喷洒管的表面均开设有多个喷水孔，所述箱体的表面设置有输送装置，所述输送装置包括输送泵，所述输送泵的输入端和输出端分别连接有第一输送管和第二输送管，所述箱体的顶部设置有箱盖，所述箱体内壁的底部开设有通孔，所述箱体的底部且位于所述通孔的下方连接有排液管，所述排液管的表面设置有阀门。
...【技术特征摘要】
1.仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，促进生物脱氮效率，提高出水水质，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述s1中的核苷酸浓度为10-30mm。
3.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述s1中的核苷酸选自腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、尿嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸及次黄嘌呤核苷酸等的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述s1中的金属离子选自为cu2+、fe3+、fe2+、ni2+中的一种。
5.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述s2中的反硝化反应体系中加有活性污泥、反硝化菌剂或厌氧污泥中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述s2中的仿生矿化双功能纳米材料促进电子传递提高反硝化速率和效率。
7.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述s2中的仿生矿化双功能纳米材料调控生物群落演替，提高反硝化速率和效率。
8.根据权利要求1所述的仿生矿化双功能纳米材料及其在生物反硝化脱氮的方法，其特征在于，所述s2中的仿生矿化双功能纳米材料循环再...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭建博，
申请(专利权)人：中泰博超智能环保科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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