[发明专利]利用净水厂废弃泥增强沉积物中厌氧氨氧化作用的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，或环境工程，或环境微生物。具体为一种利用净水厂废弃泥强化沉积物厌氧氨氧化作用的方法。 

背景技术

我国的水体污染状况严重，多数河流、湖泊、湿地等水生态环境受到富营养化的威胁，其中，尤以氨氮含量过高为最严重的问题之一。氨氮污染来源包括外源污染排入和内源污染释放。外源污染通常包含水环境周边点源和面源污染的排放。随着水环境保护意识和法规的增强，外源污染已得到有效控制，而且外源污染的处理方法和工艺多已成熟。内源污染治理成为控制水体富营养化的重点与难点。自然水体中已发现的参与脱氮的生物化学过程，最主要的是反硝化作用和厌氧氨氧化作用。其中，厌氧氨氧化作用由于不产生温室气体N₂O，能同时去除氮氧化物类污染物，而获得越来越多的关注和重视。此外，由于沉积物与上覆水之间存在明显的氧化还原势梯度或溶解氧浓度差，能够为厌氧氨氧化细菌提供良好的生境。因此，改善沉积物表面厌氧氨氧化细菌的生境、增强厌氧氨氧化作用，具有重要的应用意义。 

厌氧氨氧化作用的主要限制因素是细菌的倍增时间长以及对生境的要求高。厌氧氨氧化细菌对溶解氧和氧化还原势的要求较高，在厌氧及缺氧条件下，厌氧氨氧化细菌活性强，而在微好氧条件下，其活性受到可逆性抑制，但在长期好氧条件下，其活性会产生不可逆的丧失。厌氧氨氧化作用在不同程度上受到磷酸盐、重金属和硫化氢的抑制作用，而Fe(III)在一定浓度范围内，会增强厌氧氨氧化作用。根据这些因素对厌氧氨氧化作用的影响特征，目前，许多研究者从环境样品或污泥中富集厌氧氨氧化菌，构建生物反应器，用于污水处理。有研究者利用外加材料提供细菌适宜生长环境，但多是采用固定材料与厌氧氨氧化污泥混合的方法进行固定，而且在投入反应器使用前需要1-2周的活化培养。如：申请(专利)号CN201110029355.X公开了～种利用活性炭固定效应强化厌氧氨氧化微生物活性的方法，固定材料活性炭首先通过一系列前处理，如酸碱处理、去粉尘、盐酸浸泡、清水冲洗、氢氧化钠浸泡、自来水蒸馏水冲洗、生理盐水浸泡以及烘干，利用其立体疏松状多孔结构为厌氧氨氧化微生物提供微环境。相似的还有申请(专利)号CN201110029658.1，其公开了一种利用聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭包埋强化厌氧氨氧化微生物活性的方法。申请(专利)号201110266476.6公布号CN102336472A公开了一种电增强厌氧氨氧化生物脱氮方法，利用铁-石墨电极外加电场，调控铁的释放，为厌氧氨氧化菌提供足够铁基质，促进厌氧氨氧化菌生长。有研究者采用接种厌氧氨氧化细菌于厌氧生物反应器系统中进行细菌富集的方法，多数是以为微生物提供更长停留时间为目的。如：申请(专利)号CN200410042793公开了一种利用混合污泥培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法。申请(专利)号CN201010153704.4公开了一种在向上流反应器(UASB)内，利用失活产甲烷颗粒污泥和厌氧氨氧化絮状污泥的混合污泥，实现厌氧氨氧化颗粒化的方法。申请(专利)号 CN200710164839.9公开了一种利用上升流三相分离器装置高效富集厌氧氨氧化菌的装置。申请(专利)号CN200910155264.3(实用新型专利申请号200920202098.3及授权公告号CN201620166U)公开了一种模拟自然环境的土壤厌氧氨氧化富集系统。 

WTRs是给水处理厂中一种安全的废弃物，富含Fe／A1。这些Fe／A1主要以无定形态存在，使WTRs具有较大的比表面积，且对各种物质有较好的吸附能力。不仅如此，WTRs对沉积物中活性P以及金属均具有较好的固定能力。基于此，我们认为将WTRs与沉积物混合，有助于改善厌氧氨氧化细菌在沉积物中的生境，能够消除天然水体沉积物内厌氧氨氧化细菌的生长障碍，进而增强沉积物中厌氧氨氧化作用。 

发明内容

本发明提供了一种以净水厂废弃泥(WTRs)为载体的增强富营养化水体沉积物厌氧氨氧化作用的方法。 

本发明通过柱状实验富集沉积物和WTRs，然后，对沉积物-WTRs混合物加入氨氮丰富的合成水进行富集。目的是模拟淡水环境沉积物富营养化的原位微环境。具体技术方案如下： 

1)将新鲜的WTRs自然晾干并过筛； 

2)按照一定比例，将步骤1)中的WTRs与沉积物均匀混合； 

3)将步骤2)中的混合物填装入一个柱状富集装置； 

4)以自下向上的方式，定期向步骤3)中装置补给富含氨氮的营养液进行培养。 

本发明的优点和有益效果体现在：