[发明专利]厌氧氨氧化协同反硝化降解苯系物的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种厌氧氨氧化协同反硝化降解苯系物的方法包括如下步骤：取含有反硝化降解苯系物菌种的污泥，对其中的反硝化降解苯系物菌种进行富集培养，将培养好后的污泥接入厌氧反应器中，另取厌氧氨氧化污泥接入厌氧反应器中，进行厌氧氨氧化协同反硝化降解苯系物的污泥的驯化培养，然后用驯化培养好的污泥进行含苯系物污水的处理；本发明还公开了该方法在污水苯系物处理中的应用。本方法不仅适用于苯系物的降解，同时还适用于苯系物的衍生物的降解，且避免了单一反硝化降解苯系物工艺中亚硝酸盐的累积，降解速率较慢等问题，可以解除亚硝酸盐的累积、提高苯系物降解的速率，从而彻底消除污水中苯系物的污染。

技术领域

本发明属于环境污染生物处理技术领域，具体涉及一种厌氧氨氧化协同反硝化降解苯系物的方法及其应用。

背景技术

石油作为工业的“血液”，是国家生存和发展不可或缺的战略资源，对保障国家经济和社会发展以及国防安全有着不可估量的作用。但在其开采、贮运、使用及废弃过程中，由于石油泄漏、井喷事故或含油废物的排放等活动，不可避免的导致大量的油类污染物进入地表水环境中，对水体生态系统构成威胁。继农药污染之后，石油烃类污染物已成为另一重大环境问题。石油烃类污染物化学成分主要是烷烃、苯、甲苯、二甲苯、复杂芳香烃等，大部分为致癌、致畸和致突变物质，其中苯系物(BTEX)因其相对高的水溶性和毒性而引起人们的高度重视。此外，在非常规天然气-页岩气开采水力压裂返排液中监测到较高浓度的苯和甲苯，压裂液和返排液的管理不当同样会导致苯系物进入环境。因此，控制和削减水体中BTEX污染已经成为环境保护领域研究的热点，而开发高效、绿色的净化BTEX污染水的新技术也成为政府和科研机构共同关注的问题之一。

在厌氧条件下，反硝化降解苯系物为水体中苯系物的污染控制提供了新视角，在此过程中，硝酸盐不完全转化为氮气，部分转化为亚硝酸盐，其反应如下：

但该降解过程中常常出现亚硝酸盐的累积，致使微生物降解苯间歇性停滞，且降解周期长、降解速率相对较低等因素限制了其实际应用，即使长期稳定运行的反应器，苯的降解速率也相对较低,而限制苯的厌氧微生物降解的因素可能是降解过程中亚硝酸盐的累积。厌氧氨氧化以亚硝酸盐为电子受体氧化氨，最终产物为氮气和水，是一个完全自养生物过程，根据化学热力学，在亚硝酸盐还原的生物过程中，愈复杂的化学结构电子供体的产能愈高，例如，在以亚硝酸盐为电子受体时，厌氧氨氧化反应(3)所能产生的ATP低于对甲基酚的反硝化反应(4)

ΔG°′＝-4413.8KJ/mol

且苯酚等物质的添加可以达到强化厌氧氨氧化菌的目的已被证实。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的高效的厌氧氨氧化协同反硝化降解苯系物的方法，不同于以往的反硝化降解苯系物方法，该方法可以消除亚硝酸盐的累积、提高苯系物降解的速率，从而彻底消除污水中苯系物的污染。

本发明的技术方案如下：一种厌氧氨氧化协同反硝化降解苯系物的方法，包括如下步骤：取含有反硝化降解苯系物菌种的污泥，对其中的反硝化降解苯系物菌种进行富集培养，将培养好后的污泥接入厌氧反应器中，另取厌氧氨氧化污泥接入厌氧反应器中，进行厌氧氨氧化协同反硝化降解苯系物的污泥的驯化培养，然后用驯化培养好的污泥进行含苯系物污水的处理；具体步骤如下：

(1)厌氧氨氧化协同反硝化降解苯系物的污泥驯化培养