一种用于污水脱氮的碳源制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116024272A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310137262.1C12R1/125(2006.01)(22)申请日2023.02.20C12R1/10(2006.01)C12R1/685(2006.01)(71)申请人郑州大学C02F101/16(2006.01)地址450001河南省郑州市高新技术开发C02F101/38(2006.01)区科学大道100号(72)发明人于鲁冀安婉玉范鹏宇郭智更谷立坤李廷梅(74)专利代理机构郑州天阳专利事务所(普通合伙)41113专利代理师蔡文雅(51)Int.Cl.C12P1/02(2006.01)C12P1/04(2006.01)C12P39/00(2006.01)C02F3/34(2023.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种用于污水脱氮的碳源制备方法及其应用(57)摘要本发明涉及用于污水脱氮的碳源制备方法及其应用，可有效解决污水低碳氮比、微生物可利用碳源不足、反硝化过程被抑制、脱氮效率低的问题，其解决的技术方案是，包括以下步骤：1）制备碱改性玉米芯；2）驯化发酵菌种；3）发酵法制备碳源；本发明首先对玉米芯进行碱改性，使玉米芯内部致密的纤维素、半纤维素结构变得松散，利于微生物与纤维素等发酵底物充分接触，提升生物发酵效率；其次，对牛粪中微生物进行驯化，提高菌种中纤维素降解菌的占比，提升生物发酵效率，提高VFAs等组分的含量，借助上述措施，可明显缩短碳源发酵时间，有效增加发酵液碳源中VFAs等组分的含量，提高脱氮效果，是脱氮碳源上的创新。CN116024272ACN116024272A权利要求书1/1页1.一种用于污水脱氮的碳源制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）制备碱改性玉米芯将质量百分比计的玉米芯14‑16%、质量浓度为3%的NaOH溶液84‑86%放入反应器中，混合均匀，在温度35‑37℃下，持续机械搅拌，处理6‑8天，压滤，即得碱改性玉米芯；2）驯化发酵菌种将质量百分比计的玉米芯8‑12%、牛粪4‑6%、水78‑82%、纤维素降解菌5%放入反应器中，混合均匀，用氮气排除反应器内空气，在温度35‑37℃下，持续机械搅拌，驯化20天，即得驯化发酵菌种；3）发酵法制备碳源将质量百分比计的步骤1）制备的碱改性玉米芯13‑15%、步骤2）制备的驯化发酵菌种5%、水80‑82%放入反应器中，混合均匀，用氮气排除反应器内空气，在温度35‑37℃、初始pH值7.0‑8.0下，持续机械搅拌，发酵5‑7天，压滤，即得。2.根据权利要求1所述的用于污水脱氮的碳源制备方法，其特征在于，所述的反应器为具有搅拌功能的不锈钢密闭容器。3.根据权利要求1所述的用于污水脱氮的碳源制备方法，其特征在于，所述的玉米芯为常见农业废弃物，取自周边农田，需干燥、粉碎至60‑80目。4.根据权利要求1所述的用于污水脱氮的碳源制备方法，其特征在于，所述的牛粪为新鲜牛粪，取自黄牛养殖场，多点选取，充分混合，保证牛粪中纤维素降解微生物种群充足，支撑后续玉米芯发酵效率。5.根据权利要求1所述的用于污水脱氮的碳源制备方法，其特征在于，所述的纤维素降解菌为枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis、地衣芽孢杆菌Bacilluslicheniformis和黑曲霉菌Aspergillusniger的一种或两种以上的混合物。6.根据权利要求5所述的用于污水脱氮的碳源制备方法，其特征在于，所述的两种以上的混合物的混合比例为：枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌=1：1，枯草芽孢杆菌：黑曲霉菌=1：1，地衣芽孢杆菌：黑曲霉菌=1：1，枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：黑曲霉菌=1：1：1。7.权利要求1或2‑6任一项所述制备方法制备的碳源在生活污水、微污染水体脱氮治理中的应用。2CN116024272A说明书1/5页一种用于污水脱氮的碳源制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及强化脱氮碳源技术领域，特别是一种用于污水脱氮的碳源制备方法及其应用。背景技术[0002]目前，我国城镇生活污水处理厂排放标准大多执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918‑2002）一级A标准，其对出水要求总氮（TN）≤15.0mg/L，总磷（TP）≤0.5mg/L，相当于《地表水环境质量标准》（GB3838‑2002）的劣Ⅴ类水标准，排入地表水体会造成污染负荷冲击。因此，TN的进一步去除已成为亟需解决的技术问题。常规的做法是在污水处理设施中投加甲醇、乙醇、丙酸和乙酸钠等溶解性碳源，其中应用最为广泛的是乙酸钠和甲醇。乙酸钠易被反硝化菌利用，脱氮效果好，响应速度快，但其污泥产率较高且价格昂贵；甲醇虽然产泥量小、运行费用低，但其响应速度较慢，应急投加效果