一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法

专利2025-04-21  22


本发明涉及生物脱氮处理,尤其是指一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,尤其是一种proteiniphilum缓解co2对反硝化的抑制并促进厌氧反硝化效率的方法。


背景技术:

1、随着工业和经济的发展,大量化石燃料的燃烧和森林的破坏,大气中的co2浓度逐渐升高,并且增加速度也在逐渐加快。大气中co2浓度升高将导致海洋酸化、全球变暖等一系列重大环境问题。二氧化碳封存被认为是一种有效应对co2浓度升高的手段,但由于封存地点存在co2泄露问题,地下封存点周围的co2浓度可能会急剧升高,最高可达大气浓度的100倍以上,给地球各类生物和环境循环系统带来了严峻挑战。另一方面,化肥等含氮物质的大量使用,导致环境中的氮源污染日趋严重,引发了水体富营养化、地下水污染等一系列环境问题。利用生物反硝化去除水中的硝酸盐污染,日益受到人们的重视。然而,co2会对反硝化过程产生抑制作用,导致反硝化过程变慢,而且还会存在一些硝酸盐还原过程有毒有害中间产物(如亚硝酸盐和一氧化二氮)的积累。因此,寻求一种缓解co2对反硝化的抑制作用,促进反硝化过程高速进行、且无中间产物积累的方法是十分必要的。


技术实现思路

1、为解决以上技术问题,本发明旨在提供一种缓解二氧化碳的抑制作用同时促进反硝化速率的方法,通过在充满co2氛围中的反应器中按比例添加培养好的脱氮副球菌和产乙酸嗜蛋白菌,来缓解co2对反硝化的抑制作用,同时提高反硝化速率,降低反硝化中间产物n2o的积累及释放。在本发明中,一定比例的混菌可以缓解co2对反硝化的不利影响是因为脱氮副球菌和产乙酸嗜蛋白菌之间存在协同作用,通过产生微生物次级代谢产物或者增强体系中胞外聚合物的含量来抵御co2的不利影响,以恢复并促进反硝化进程。该方法仅通过微生物调控,实施简单,无二次污染。

2、本发明的目的是为了提供一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,通过添加脱氮副球菌和产乙酸嗜蛋白菌,协同缓解二氧化碳对反硝化的抑制作用并促进微生物脱氮。

3、在本发明的一个实施例中,包括以下步骤:

4、s1、向反应器中加入培养基以及微量元素,并进行厌氧处理,之后充入二氧化碳并灭菌,得到厌氧反硝化培养基体系;

5、s2、提供脱氮副球菌悬浮液和产乙酸嗜蛋白菌悬浮液;

6、s3、将所述脱氮副球菌悬浮液和产乙酸嗜蛋白菌悬浮液接种至步骤s1所得厌氧反硝化培养基体系中,进行厌氧反硝化培养。

7、在本发明的一个实施例中,步骤s1中,所述二氧化碳的摩尔百分比为0.3%~20%。

8、在本发明的一个实施例中,步骤s1中,所述培养基中的碳氮比为1~5。

9、在本发明的一个实施例中,步骤s1中,所述培养基包括碳源和无机盐。

10、进一步地,所述碳源为葡萄糖或者乙酸钠。

11、进一步地,所述微量元素包括7.30g/l乙二胺四乙酸二钠、2.50g/l七水合硫酸亚铁、0.02g/l氯化锰、0.242g/l钼酸钠、0.02g/l氯化钙、0.135g/l氯化铜晶体和0.34g/l氯化锌。

12、进一步地,所述无机盐包括2.16g/l的硝酸钾、0.5g/l氯化铵、0.07~0.1g/l硫酸镁、0.5~4.65g/l磷酸氢二钠和1~2.44g/l磷酸二氢钾、0.2g/l半胱氨酸、微量元素1ml/l。

13、在本发明的一个实施例中,所述微量元素包括7.30g/l乙二胺四乙酸二钠、2.50g/l七水合硫酸亚铁、0.02g/l氯化锰、0.242g/l钼酸钠、0.02g/l氯化钙、0.135g/l氯化铜晶体和0.34g/l氯化锌。

14、在本发明的一些实施例中,步骤s1中,所述厌氧处理是指在反应器中充至少30分钟非活性以去除氧气。

15、进一步地,所述非活性气体包括氮气。

16、在本发明的一个实施例中,步骤s2中,所述脱氮副球菌悬浮液中的培养基为lb培养基。

17、进一步地,所述lb培养基包括10g/l胰化蛋白胨、5g/l酵母提取物、10g/lnacl。

18、进一步地,所述产乙酸嗜蛋白菌悬浮液的培养基包括5g/l胰化酪蛋白胨、5g/l蛋白胨、10g/l酵母提取物、5g/l牛肉膏、5g/l葡萄糖、2g/l磷酸氢二钾、0.5g/l半胱氨酸、1mg/l刃天青、2g/l氯化钠、5mg/l氯化血红素、10mg/l氯化钙、20mg/l七水合硫酸镁、40mg/l磷酸二氢钾。

19、在本发明的一个实施例中,步骤s2中,所述脱氮副球菌悬浮液的初始od600为0.01~0.02。

20、在本发明的一个实施例中,步骤s2中,所述产乙酸嗜蛋白菌悬浮液的初始od600为0.02~0.2。

21、在本发明的一个实施例中,步骤s3中,所述脱氮副球菌悬浮液和产乙酸嗜蛋白菌悬浮液的接种比为1:2~1:15。在盖范围内所得混合菌的协同作用可以发挥更佳,在这个范围内都有促进效果;而超过范围,效果会变差。

22、在本发明的一个实施例中,步骤s3中,所述厌氧反硝化培养基体系的碳氮比为1~5。

23、在本发明的一个实施例中,步骤s3中,所述厌氧反硝化培养基体系的ph为6.0~9.0。

24、在本发明的一个实施例中,步骤s3中,所述厌氧反硝化培养的温度为30~37℃。

25、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:

26、(1)本发明仅仅在生物反应器中加入微生物,无添加金属或其他有机物,操作简单且无二次污染。

27、(2)本发明中微生物的培养在缓解co2对反硝化抑制作用的同时适当提升生物反硝化的效果,提高反硝化速率,减少中间产物的积累。

28、说明书附图

29、为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中,

30、图1是本发明操作流程图。



技术特征:

1.一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,通过添加脱氮副球菌和产乙酸嗜蛋白菌,协同缓解二氧化碳对反硝化的抑制作用并促进微生物脱氮。

2.根据权利要求1所述的一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,步骤s1中,所述二氧化碳的摩尔百分比为0.3%~20%。

4.根据权利要求2所述的一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,步骤s1中,所述培养基中的碳氮比为1~5。

5.根据权利要求2所述的一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,步骤s1中,所述培养基包括碳源和无机盐。

6.根据权利要求2所述的一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,步骤s2中,所述脱氮副球菌悬浮液的初始od600为0.01~0.02。

7.根据权利要求2所述的一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,步骤s2中,所述产乙酸嗜蛋白菌悬浮液的初始od600为0.02~0.2。

8.根据权利要求2所述的一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,步骤s3中,所述厌氧反硝化培养基体系的碳氮比为1~5;

9.根据权利要求2所述的一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,步骤s3中,所述厌氧反硝化培养基体系的ph为6.0~9.0。

10.根据权利要求2所述的一种缓解二氧化碳抑制反硝化并促进反硝化的方法,其特征在于,步骤s3中,所述厌氧反硝化培养的温度为30~37℃。


技术总结
本发明公开了一种缓解二氧化碳对反硝化的抑制作用并促进反硝化的方法。它包括以下步骤:将0.3%~20%的CO<subgt;2</subgt;输入到密闭的反应器中,将产乙酸嗜蛋白菌Proteiniphilum接种到反硝化微生物P.denitrificans的反硝化体系中,通过两种菌的相互作用,以实现缓解CO<subgt;2</subgt;对反硝化的抑制以及同时促进反硝化效率的效果,其中,P.denitrificans和Proteiniphilum的接种比为1:2~1:15,反硝化体系的碳氮比为1~5;反硝化体系的pH为6.0~9.0;反硝化培养的温度为30~37℃。本发明利用Proteiniphilum与反硝化微生物P.denitrificans的相互作用促进厌氧反硝化脱氮,成本低,无二次污染,可明显缓解CO<subgt;2</subgt;的抑制作用,提高硝酸盐去除效果,减少亚硝酸盐和一氧化二氮的积累。

技术研发人员:陈银广,吴美柔,张学萌,秦芷怡,彭浩进,范心韵,刘超,刘琦萌,王帅
受保护的技术使用者:同济大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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