基于厌氧甲烷氧化微生物制造技术

基于厌氧甲烷氧化微生物

【技术实现步骤摘要】
基于厌氧甲烷氧化微生物N2O释放的调控方法


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种基于厌氧甲烷氧化微生物
N2O
释放的调控工艺及方法
。

技术介绍

[0002]甲烷
(CH4)
是一种强大的温室气体，其全球变暖潜力是二氧化碳的
28
倍，每年增加约
1000
万吨
。
这种增长主要是由于人为排放的增加，目前废水处理过程占全球甲烷排放量的4～5％
。
虽然甲烷排放通常是厌氧废水处理方法的结果，但自然界中发生的微生物过程可以为减少甲烷排放和去除活性氮提供解决方案
。
硝酸盐
/
亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化
(n
‑
DAMO)
的微生物介导代谢是通过氧化甲烷产生的电子来还原硝酸盐
/
亚硝酸盐，从而减少
CH4排放和进入环境的活性氮化合物
。
目前，
n
‑
DAMO
过程已经在不同的自然生态系统中被检测到，如湿地
、
深层分层湖泊
、
稻田土壤
、
泥炭地和海洋生态系统，这些环境中每平方米表面积每年消耗高达
0.51
克的
CH4。
在最佳条件下的废水环境中，基于
n
‑
DAMO
的氮去除过程最近被证明可达到
16.53kg N m
‑3d
‑1的氮去除速率，去除效率为
99.21
％
。
此外，有利于
n
‑
DAMO
代谢的条件已经应用于商业废水处理，作为氧化甲烷和去除氮的手段
。
[0003]n
‑
DAMO
在面对日益严重的环境氮污染和人类废水量增加的情况下，是全球重要的
CH4汇，因此这一过程在废水处理厂的可持续运行中具有重要的应用前景
。
但是氧化亚氮
(N2O)
经常从
n
‑
DAMO
细菌富集物中检测出来
。N2O
是一种会破坏臭氧层且在大气存留时间长的强温室气体，百年尺度下
N2O
的增温潜势约为
CO2的
273
倍
。
硝化过程中氨氧化微生物
(AOA
和
AOB)
和反硝化过程中含有
nirS/K
基因的反硝化微生物是产生
N2O
的主要微生物类群
。
然而最新研究证实，在
n
‑
DAMO
富集物中，
n
‑
DAMO
细菌负责
N2O
的产生，在亚硝酸盐暴露下，部分亚硝酸盐还原的
NO
被
NorZ
转化为
N2O。
此外，已经证明
n
‑
DAMO
细菌不能代谢
N2O。
因此，
N2O
是
n
‑
DAMO
细菌在亚硝酸盐暴露下的最终产物，会从细胞释放到环境中
。
[0004]由于每年有
4.1
～
6.1Tg
的
CH4通过
n
‑
DAMO
过程在湿地中消耗，这大约占湿地目前全球
CH4通量的2～6％
。
从氧化
CH4和还原亚硝酸盐的能力来看，环境和工程研究领域对此作为温室气体减排策略非常感兴趣
。
然而，由于
n
‑
DAMO
过程可能产生强温室气体
N2O
，这一过程需要严格控制以避免产生这种气体
。
这是因为，基于全球变暖潜势，
n
‑
DAMO
细菌产生的
N2O
可能会抵消甚至超过
n
‑
DAMO
细菌通过消耗甲烷减少的温室效应
。
因此，在自然生态系统和工程应用中，
n
‑
DAMO
细菌作为
N2O
的潜在来源，对于调控
n
‑
DAMO
细菌减少氧化亚氮的产生应引起额外关注
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有
n
‑
DAMO
过程易产生温室气体
N2O
的技术问题，而提供一种基于厌氧甲烷氧化微生物
N2O
释放的调控方法
。
[0006]本专利技术基于厌氧甲烷氧化微生物
N2O
释放的调控方法按照以下步骤实现：
[0007]一
、
将高氨氮废水流入活性污泥池中，活性污泥池中接种有活性污泥，活性污泥池
的出水流进沉淀池中进行静沉处理；
[0008]二
、
沉淀池内的上层废水进入
AOB
池中，在好氧条件下通过
AOB
池中的好氧氨氧化细菌进行短程硝化反应，将废水中的氨氮
(
全部
)
转化为亚硝酸盐；
[0009]三
、
沉淀池内的底部污泥进入污泥厌氧消化池中，在厌氧条件下产生
CH4；
[0010]四
、AOB
池的出水流入
n
‑
DAMO
细菌池中，
n
‑
DAMO
细菌池中接种有
n
‑
DAMO
细菌，在厌氧环境中通入来自污泥厌氧消化池的
CH4，利用
n
‑
DAMO
细菌在
CH4的条件下将
NO2‑
转化为
N2脱氮，在
n
‑
DAMO
细菌池中设置有
N2O
‑
NO2‑
浓度监测
‑
反馈系统，通过
N2O
‑
NO2‑
浓度监测
‑
反馈系统监测
n
‑
DAMO
细菌池的空气中
N2O
含量以及
n
‑
DAMO
细菌池的废水中
NO2‑
浓度，根据空气中
N2O
含量以及废水中
NO2‑
浓度调节
n
‑
DAMO
细菌池的进水量，
n
‑
DAMO
细菌池的出水作为净化后的水排出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于厌氧甲烷氧化微生物
N2O
释放的调控方法，其特征在于该调控方法按照以下步骤实现：一
、
将高氨氮废水流入活性污泥池
(1)
中，活性污泥池
(1)
中接种有活性污泥，活性污泥池
(1)
的出水流进沉淀池
(2)
中进行静沉处理；二
、
沉淀池
(2)
内的上层废水进入
AOB
池
(3)
中，在好氧条件下通过
AOB
池
(3)
中的好氧氨氧化细菌进行短程硝化反应，将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐；三
、
沉淀池
(2)
内的底部污泥进入污泥厌氧消化池
(6)
中，在厌氧条件下产生
CH4；四
、AOB
池
(3)
的出水流入
n
‑
DAMO
细菌池
(4)
中，
n
‑
DAMO
细菌池
(4)
中接种有
n
‑
DAMO
细菌，在厌氧环境中通入来自污泥厌氧消化池
(6)
的
CH4，利用
n
‑
DAMO
细菌在
CH4的条件下将
NO2‑
转化为
N2脱氮，在
n
‑
DAMO
细菌池
(4)
中设置有
N2O
‑
NO2‑
浓度监测
‑
反馈系统
(17)
，通过
N2O
‑
NO2‑
浓度监测
‑
反馈系统
(17)
监测
n
‑
DAMO
细菌池4的空气中
N2O
含量以及
n
‑
DAMO
细菌池
(4)
的废水中
NO2‑
浓度，根据空气中
N2O
含量以及废水中
NO2‑
浓度调节
n
‑
DAMO
细菌池
(4)
的进水量，
n
‑
DAMO
细菌池
(4)
的出水作为净化后的水排出；其中步骤四中当通过
N2O
‑
NO2‑
浓度监测
‑
反馈系统监测
n
‑
DAMO
细菌池
(4)
的废水中
NO2‑
浓度超过
3mg/L
，则减少
n
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国俊，问婉茹，谭馨，刘冰峰，邢德峰，丁杰，杨珊珊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：