[发明专利]一种同步硝化反硝化菌剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种同步硝化反硝化菌剂的制备方法及其在废水处理中的应用，属于反硝化菌应用技术领域。该技术方法是在4℃条件下，以海藻酸钠和β‑环糊精为载体，以硫酸铁为交联剂，将反硝化细菌进行包埋形成球状体，球状体直径为2～5mm，球状体采用生理盐水洗净后进行风干得到厌氧反硝化菌剂。该技术主要包括：反硝化菌的活化，反硝化细菌扩大培养和固定化小球的制备，反硝化菌剂的使用条件和效果。本发明制作所需的原料环保可降解，制作工艺及设备要求简单。本发明获得的同步硝化反硝化菌剂在低氧条件下反硝化效果仍然明显，在同一个反应器内同时硝化和反硝化，克服传统工艺的缺点，降低污水处理过程中的基建和运行费用，拥有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及生物脱氮及细菌固定化技术，具体涉及一种同步硝化反硝化菌剂的制备方法及其应用。

背景技术

目前现有的污水处理脱氮工艺大多采用传统的活性污泥法，总氮的去除多数通过微生物的氨化、硝化和反硝化过程来实现，这种技术意味着脱氮工艺必须分开实现，即硝化和反硝化在两个不同的反应器内进行，硝化液也需要回流，工艺复杂且运行费用高，同时在调试运行反应器时由于流动性及菌的悬浮状态导致优势菌难以保留，极易随流体流出，使得调试运行难度大，周期长。以应用最为广泛的A²O为例，氨氮经过好氧池硝化作用转化为硝酸盐，好氧池混合液回流进入缺氧池，再缺氧池中利用反硝化微生物在厌氧或者缺氧条件下，将硝酸盐转化为氮气，完成污水的生物脱氮过程。这种工艺基建费用高，污水、污泥以及回流系统设计复杂，能耗较大且管理不便。另外，好氧池回流的混合液中溶解氧浓度较高，造成缺氧反硝化效果不好。

分析可知，现有脱氮技术效果不理想，出水很难达到总氮的新排放标准，传统技术急需升级，而造成目前污水处理系统问题的根本原因在于溶解氧对反硝化过程的干扰。同步硝化反硝化是指在同一反应器内同步进行硝化反应和反硝化反应。在该反应中反硝化可以直接利用硝化作用转化的NO₂-N进行反应，而不必将氨氮转化为NO₃-N，减少能源消耗，以及对氧的要求。在同一个反应器内同时硝化和反硝化，便能够克服传统工艺的缺点，节省基建和运行费用。

固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。常用的固定技术有吸附法、包埋法、交联法和膜截留法。这种技术应用于废水处理，可以解决生物反应器内功能菌的难以培养、浓度低、难以成为优势菌等问题，而且反应器启动快、处理效率高、抗冲击力强，泥水易于分离，缩短处理所需的时间。

本专利是利用固定化微生物技术，利用海藻酸钠和β-环糊精将厌氧反硝化菌进行包埋，利用载体及铁离子对氧产生的扩散阻力在颗粒内部形成缺氧区和厌氧区，使反硝化细菌得以生存代谢，从而保证厌氧反硝化菌即使在好氧条件下也能获得较高的反硝化效果。该方法菌种容量高，对菌种活性影响小，操作简单。包埋材料为天然高分子多糖类，制备后的固定化细胞球的强度高，反应速率快，降解效率高。

发明内容

鉴于传统生物脱氮技术存在基建费用高，污水、污泥以及回流系统设计复杂，能耗较大且管理不便以及氧气对传统反硝化效果影响较大等缺点，本发明提供了一种同步硝化反硝化菌剂的制备方法及其应用。本方法制备的固定化反硝化菌球可以延长反硝化细菌在系统中存留时间，减少并避免外界因素尤其是氧气对细菌的干扰，能够有效提高好氧反硝化效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种同步硝化反硝化菌剂的制备方法，包括以下步骤：