一种基于刺激细胞包膜应力提升厌氧氨氧化性能的方法和应用

专利2025-10-06  3


本发明涉及水体处理,具体而言,涉及一种基于刺激细胞包膜应力提升厌氧氨氧化性能的方法和应用。


背景技术:

1、厌氧氨氧化被广泛认为是一种具有巨大前景的生物脱氮方法,具有良好的处理性能和成本效益(mishra et al,2022)。但污水处理设施中因存在混合不充分区域/死区导致传质降低,从而限制了厌氧氨氧化菌的脱氮效能。通过触发细胞的包膜应力,可以强化厌氧氨氧化菌的氮代谢通路,进而部分弥补反应器混合不充分带来的问题。包膜应力是由外界压力或不利环境条件引起的细菌应激状态,可以影响细胞内物质传递和代谢能力,调控细胞的生长和代谢活性(mitchell&silhavy,2019)。如何在污水混合不充分的条件下,厌氧氨氧化菌仍能较好地适应和利用有限的底物,有效提高氮去除效能,是本领域亟待解决的技术难题。

2、鉴于此,特提出本发明。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于刺激细胞包膜应力提升厌氧氨氧化性能的方法和应用,以解决上述技术问题。

2、本发明是这样实现的:

3、第一方面,本发明的实施例提供了一种基于刺激细胞包膜应力提升厌氧氨氧化性能的方法,其包括:以脉冲模式在污水中加入包膜试剂进行厌氧氨氧化反应;其中的包膜试剂选自β-环糊精、普鲁卡因和双嘧达莫中的至少一种。

4、第二方面,本发明的实施例提供了一种如前述的方法在厌氧氨氧化处理污水中的应用。

5、本发明具有以下有益效果:

6、本发明实施例提供的一种基于刺激细胞包膜应力提升厌氧氨氧化性能的方法,其包括:以脉冲模式在污水中加入包膜试剂进行厌氧氨氧化反应;采用包膜试剂来触发厌氧氨氧化菌的包膜应力;而包膜试剂采用脉冲模式的投加方式,可以有时间平衡β-环糊精的脂质去除率和厌氧氨氧化细胞的脂质合成率,最终实现提高厌氧氨氧化性能的目的;该方法能够增强厌氧氨氧化菌活性,提高脱氮效能;该方法适用于污水处理设施无法提供充分混匀强度或存在死区时,以化学刺激部分代替机械搅拌,避免厌氧氨氧化过程低效不稳定,可广泛推广。



技术特征:

1.一种基于刺激细胞包膜应力提升厌氧氨氧化性能的方法,其特征在于,其包括:以脉冲模式在污水中加入包膜试剂进行厌氧氨氧化反应;

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述包膜试剂包括β-环糊精。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述脉冲模式包括至少间隔24h一次的投加所述包膜试剂。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述包膜试剂在加入污水之前还包括对所述包膜试剂的溶解。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述包膜试剂的溶液浓度为580μm-610μm,优选为600μm。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,污水在加入所述包膜试剂后的脱氮效率为67.4%±4.8%。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,厌氧氨氧化采用序批式运行的方式进行反应,所述序批式运行的周期为10h-13h,交换率为50%;

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述序批式运行包括进水阶段、反应阶段、沉淀阶段和排水阶段;

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述序批式运行中,进水阶段的时间为5min,反应阶段的时间为11.5h,沉淀阶段的时间为20min和排水阶段的时间为5min。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的方法在厌氧氨氧化处理污水中的应用。


技术总结
本发明公开了一种基于刺激细胞包膜应力提升厌氧氨氧化性能的方法和应用,涉及水体处理技术领域。该方法利用脉冲投加模式添加包膜试剂来触发厌氧氨氧化菌的包膜应力,因为连续添加包膜试剂会导致严重的污泥上浮,而脉冲投加模式可以有时间平衡包膜试剂的脂质去除率和厌氧氨氧化细胞的脂质合成率,最终实现提高厌氧氨氧化性能的目的,提高了脱氮效能。该方法适用于污水处理设施无法提供充分混匀强度或存在死区时,以化学刺激部分代替机械搅拌,避免厌氧氨氧化过程低效不稳定,可广泛推广。

技术研发人员:寄博华,孙怡莹,郝天伟
受保护的技术使用者:澳门大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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