本發(fā)明涉及環(huán)境保護，具體涉及一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水及微生物蛋白質(zhì)合成的方法。

背景技術：

1、污廢水排放造成了嚴重的環(huán)境問題，其中突出表現(xiàn)為氮素污染物的排放量急劇增加。除了生活污水和農(nóng)業(yè)灌溉污水造成的氨氮排放外，還有大量高氨氮工業(yè)廢水的排放，造成日益嚴重的氨氮污染。氨氮排入水體容易引起水中藻類大量繁殖，造成水體富營養(yǎng)化，威脅水生生物健康、水體生態(tài)安全、飲用水共給等。高氨氮廢水是目前工業(yè)廢水中處理難度較大的廢水種類，如何高效、經(jīng)濟處理高氨氮工業(yè)廢水是國內(nèi)外環(huán)境保護領域的重點研究項目。通常來說，去除氨氮的方法可以分為物理化學法和生物法。物理化學法包括折點加氯法、蒸氨吹脫、化學沉淀等，生物法則利用不同類型的功能微生物把氨氮最終轉化為氮氣排放出去。物理化學法的處理效率高，但處理成本也較高，且容易產(chǎn)生二次污染，限制其大規(guī)模的應用。生物法脫氮成本較低，且沒有二次污染的產(chǎn)生，在高氨氮工業(yè)廢水處理領域得到更多的應用。傳統(tǒng)生物脫氮技術主要是利用硝化反應和反硝化反應，最終實現(xiàn)氨氮高效去除的技術。新興的厭氧氨氧化工藝有極高的脫氮負荷、較低的污泥產(chǎn)率、無需外加碳源等優(yōu)勢，但厭氧氨氧化菌是自養(yǎng)微生物，對水中有機物除去效果差。上述所有方法，均立足于去除氨氮，未能將水中氨氮實現(xiàn)高效的資源化利用。

2、而光合細菌(psb)是一大類廣泛分布的微生物，其能量代謝途徑靈活，可在光照厭氧、黑暗好氧等多種光氧條件下利用有機物、硫化物、氨等作為電子供體，通過光合磷酸化、氧化磷酸化等過程獲取能量，在實現(xiàn)自身生長的同時降解污染物。psb可高效處理多種廢水，特別地，在高氨氮條件下，所得的psb菌體中含有大量的微生物蛋白質(zhì)，其質(zhì)量可以占到psb菌體干重的60％以上。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水暨合成微生物蛋白質(zhì)的光合細菌處理方法，以解決高氨氮工業(yè)廢水處理效率偏低、有二次污染、不能回收氮素的問題，并通過該方法回收清潔水資源、有效提高微生物蛋白質(zhì)的合成，實現(xiàn)高氨氮工業(yè)廢水中水資源與氮素資源的高效回收。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水暨合成微生物蛋白質(zhì)的方法，包括以下步驟：

4、s1：向高氨氮工業(yè)廢水中加入混凝劑進行混凝沉淀預處理，以除去懸浮物；

5、s2：預處理后高氨氮工業(yè)廢水進入兩級正滲透處理，回收水資源，同時濃縮氨氮；

6、s3：濃縮氨氮廢水進入調(diào)節(jié)池，與含鹽濃水混合，達到含鹽量4-6％；

7、s4：調(diào)節(jié)后高鹽濃縮氨氮廢水進入光合細菌生物反應器處理，通過耐鹽耐氨氮高蛋白質(zhì)光合細菌復合菌群高效將氨氮轉化為氮氣與微生物蛋白質(zhì)；

8、s5：生物反應器出水進入膜分離反應器，回收富含微生物蛋白質(zhì)的菌體進行資源化利用，含鹽濃縮回流進入調(diào)節(jié)池；

9、s6：系統(tǒng)內(nèi)富裕濃水不定期排出以維持系統(tǒng)鹽分平衡。

10、優(yōu)選地，s1中所述混凝劑為氯化鋁、聚合氯化鋁、氯化鐵、pam。

11、優(yōu)選地，s2中所述正滲透膜為常規(guī)商用正滲透中空纖維膜.

12、優(yōu)選地，s4中所述光合細菌生物反應器維持在好氧光照條件下，其溶解氧濃度>1.0mg/l，光照>2000lux，可采用自然光照與人工光照混合的方式，生物反應器中光合細菌濃度維持在od660在1.6-1.8之間。

13、優(yōu)選地，所述光合細菌生物反應器中的耐鹽耐氨氮高蛋白質(zhì)光合細菌復合菌群以紫色非硫光合細菌屬的沼澤紅假單胞菌為主，在光合細菌混菌液進行擴培階段，利用氯化銨調(diào)節(jié)鹽度，逐級提升到鹽度8％，獲得耐鹽耐氨氮高蛋白質(zhì)光合細菌復合菌群。

14、優(yōu)選地，s5中所述膜分離反應器中膜為超濾中空纖維膜或平板膜，菌體截留率可達99％，所得菌體富含微生物蛋白質(zhì)。

15、本發(fā)明的有益效果如下：

16、(1)本發(fā)明以排放量大污染嚴重的高氨氮工業(yè)廢水為對象，以光合細菌廢水處理為核心，通過組合混凝沉淀預處理—兩級正滲透回收凈水資源暨濃縮氨氮—鹽分調(diào)節(jié)—光照好氧條件下光合細菌廢水處理暨高微生物蛋白質(zhì)合成—膜分離回收高蛋白質(zhì)菌體暨濃縮鹽水循環(huán)，在有效處理廢水的同時，回收其中的水資源與氨氮資源。

17、(2)本發(fā)明所涉及的所有材料、裝置均為商業(yè)化產(chǎn)品，可從市場獲得，所采用的原始菌種是商用光合細菌制劑，通過經(jīng)濟的細菌培養(yǎng)基和簡易的循環(huán)培養(yǎng)方法擴培，整體運行高效、經(jīng)濟。

18、本發(fā)明創(chuàng)造受國家自然科學基金面上項目(52070067)資助，光合細菌污水處理中氨氮轉化新機制研究

技術特征：

1.一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水暨合成微生物蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水暨合成微生物蛋白質(zhì)的方法，其特征在于：s1中所述混凝劑為氯化鋁、聚合氯化鋁、氯化鐵、pam。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水暨合成微生物蛋白質(zhì)的方法，其特征在于：s2中所述正滲透膜為常規(guī)商用正滲透中空纖維膜。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水暨合成微生物蛋白質(zhì)的方法，其特征在于：s4中所述光合細菌生物反應器維持在好氧光照條件下，其溶解氧濃度>1.0mg/l，光照>2000lux，可采用自然光照與人工光照混合的方式，生物反應器中光合細菌濃度維持在od660在1.6-1.8之間。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水暨合成微生物蛋白質(zhì)的方法，其特征在于：所述光合細菌生物反應器中的耐鹽耐氨氮高蛋白質(zhì)光合細菌復合菌群以紫色非硫光合細菌屬的沼澤紅假單胞菌為主，在光合細菌混菌液進行擴培階段，利用氯化銨調(diào)節(jié)鹽度，逐級提升到鹽度8％，獲得耐鹽耐氨氮高蛋白質(zhì)光合細菌復合菌群。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水暨合成微生物蛋白質(zhì)的方法，其特征在于：s5中所述膜分離反應器中膜為超濾中空纖維膜或平板膜，菌體截留率可達99％，所得菌體富含微生物蛋白質(zhì)。

技術總結
本發(fā)明提出一種高效處理高氨氮工業(yè)廢水及微生物蛋白質(zhì)合成的方法，包括以下步驟：S1、向高氨氮工業(yè)廢水中加入混凝劑進行混凝沉淀預處理，以除去懸浮物；S2、預處理后高氨氮工業(yè)廢水進入兩級正滲透處理，回收水資源，同時濃縮氨氮；S3、濃縮氨氮廢水進入調(diào)節(jié)池，與含鹽濃水混合；S4、調(diào)節(jié)后高鹽濃縮氨氮廢水進入光合細菌生物反應器處理，通過耐鹽耐氨氮高蛋白質(zhì)光合細菌復合菌群高效將氨氮轉化為氮氣與微生物蛋白質(zhì)；S5、生物反應器出水進入膜分離反應器，回收富含微生物蛋白質(zhì)的菌體進行資源化利用，含鹽濃縮回流進入調(diào)節(jié)池；S6、系統(tǒng)內(nèi)富裕濃水不定期排出以維持系統(tǒng)鹽分平衡。本發(fā)明技術能耗少，成本低，可實現(xiàn)高氨氮工業(yè)廢水的高效處理。

技術研發(fā)人員：張光明,梁勁松,盧海鳳
受保護的技術使用者：河北工業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/9