硝化菌在含氨氮廢水中的應(yīng)用

摘 要：取生活污水處理廠好氧池污泥，通過合理控制工藝參數(shù)，馴化和培養(yǎng)活性污泥中的硝化菌，在好氧系統(tǒng)接種該污泥，并通過控制工藝參數(shù)，可降解多種含氨氮廢水，經(jīng)處理的出水氨氮達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：高效微生物；硝化菌群；硝化作用；生物脫氮

1 前言

氨氮是水體富營(yíng)養(yǎng)化和當(dāng)前水污染的主要問題之一。傳統(tǒng)的生物處理工藝對(duì)氨氮的處理程度較低，出水氨氮經(jīng)常不達(dá)標(biāo)。目前氨氮廢水的處理方法主要有吹脫法、折點(diǎn)氯化法、生化法等，由于吹脫法會(huì)引起環(huán)境二次污染，并且主要適用于高氨氮的處理。折點(diǎn)氯化法需要消耗大量的化學(xué)藥劑，所以目前應(yīng)用較少，而生物脫氮由于節(jié)約化學(xué)藥劑且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，正日益引起人們的重視。

硝化菌是生物硝化脫氮中起主要作用的微生物，硝化菌的濃度直接影響硝化效果。研究表明，污水中硝化細(xì)菌的濃度與硝化速率成正比[3]，提高污水中硝化菌的濃度對(duì)生物脫氮具有十分重要的意義。由于硝化菌生長(zhǎng)緩慢，在一般污水處理系統(tǒng)中的濃度很低，因此常規(guī)處理系統(tǒng)的硝化效果欠佳。因此研究硝化菌發(fā)應(yīng)用技術(shù)，提高硝化菌的濃度，解決硝化菌在處理系統(tǒng)的流失等問題，對(duì)我國(guó)的污水處理和環(huán)境保護(hù)具有特殊的意義。

2 硝化菌群的特性及作用機(jī)理

2.1 硝化菌的特性

硝化菌是由亞硝化菌與硝化菌2個(gè)菌群組成，具有硝化作用的化能自養(yǎng)細(xì)菌的總稱，它們屬自養(yǎng)型專性好氧細(xì)菌，菌體小，世代時(shí)間長(zhǎng)，能利用無(wú)機(jī)碳化合物作碳源，通過硝化反應(yīng)獲取生命活動(dòng)所需的能量，將廢水中的NH3-N轉(zhuǎn)化為和NO3-N。硝化菌對(duì)溫度、溶解氧、pH值等環(huán)境條件要求較高。與氨化作用的異養(yǎng)微生物（化能異養(yǎng)菌）相比，硝化細(xì)菌對(duì)環(huán)境十分敏感，生長(zhǎng)速度緩慢，在生長(zhǎng)繁殖過程中易被自然界中的異養(yǎng)菌淘汰，因此，普通活性污泥中的硝化菌含量極低，一般硝化菌濃度只有103～104cell/ml，基本無(wú)法滿足硝化作用的需要，這也是目前大部分含氨氮廢水無(wú)法達(dá)標(biāo)排放的根本原因。

2.2 硝化菌的作用機(jī)理

廢水中氮的存在形式，以有機(jī)氮化物和氨氮為主。廢水中的有機(jī)氮在有氧的條件下，首先通過氨化作用，轉(zhuǎn)化為NH3-N，NH3-N再經(jīng)過硝化作用，轉(zhuǎn)化成NO3-N。NH3-N轉(zhuǎn)化為NO3-N主要由亞硝化菌和硝化菌共同完成，先由亞硝化菌將NH3-N氧化成NO2-N，再由硝化菌將NO2-N轉(zhuǎn)化為NO3-N。亞硝化菌和硝化菌都能利用氧化過程釋放的能量，使CO2合成為細(xì)胞有機(jī)物質(zhì)[4]。

3 硝化菌群的富集、培養(yǎng)馴化

3.1 硝化菌的富集

通過配置一定濃度的氨氮廢水，在廢水中加入活性污泥，通過控制工藝參數(shù)和進(jìn)水條件，培養(yǎng)出降解能力強(qiáng)、耐鹽濃度高、有一定抗毒能力的硝化菌群。

3.2 硝化菌的培養(yǎng)馴化

通過實(shí)驗(yàn)，確定了硝化菌的培養(yǎng)工藝參數(shù)：溫度30℃、PH7.0～8.0、DO2.0～4.0mg/L，在培養(yǎng)過程中為防止亞硝基氮的積累，保證混合菌的協(xié)同生長(zhǎng)，必須嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝。

在廢水中加入一些對(duì)硝化菌有毒性的物質(zhì)，進(jìn)行硝化菌的抗毒性馴化，提高硝化菌的抗毒能力。

4 實(shí)際廢水處理實(shí)驗(yàn)

4.1 垃圾滲濾液處理實(shí)驗(yàn)

垃圾滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)是氨氮濃度高、毒性大，初期滲濾液廢水的有機(jī)污染物高，氨氮濃度低，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，有機(jī)污染物濃度越來越低，而氨氮濃度越來越高，一般的生化處理出水氨氮無(wú)法達(dá)標(biāo)排放。取填埋場(chǎng)垃圾滲濾液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

垃圾滲濾水樣：COD=18765mg/L，氨氮=654mg/L，該高濃度廢水采用“酸化-厭氧-好氧”處理工藝，厭氧出水進(jìn)行好氧硝化實(shí)驗(yàn)。好氧硝化用污泥為馴化后的生活污泥，好氧停留時(shí)間控制在20小時(shí)。

進(jìn)水濃度為厭氧后出水。

垃圾滲濾液經(jīng)酸化-厭氧-好氧處理后，出水仍有一定濃度的COD，其可生化性已很低。而在生活污泥中接硝化菌后，氨氮降解速率較高，可使出水氨氮達(dá)標(biāo)排放。

4.2 味精廢水處理實(shí)驗(yàn)

目前國(guó)內(nèi)味精廢水處理一般采用A/O工藝，普遍存在出水氨氮濃度不能達(dá)標(biāo)的問題。分析原因：味精廢水中氨氮濃度初始較低，但廢水中含有大量的有機(jī)氮，通過水解酸化和厭氧后會(huì)大量的轉(zhuǎn)化為氨氮，導(dǎo)致氨氮濃度很高，系統(tǒng)中的硝化菌不能很好地降解氨氮，導(dǎo)致廢水處理不能達(dá)標(biāo)排放。

味精廢水中毒性物質(zhì)很少，主要是氨氮濃度較高，對(duì)硝化菌基本無(wú)抑制作用，只要防止硝化菌群的流失，就可以使氨氮的降解速率得到大幅度提高，保證氨氮出水的達(dá)標(biāo)排放。

5 硝化菌的工程應(yīng)用

在實(shí)際過程中通過控制工藝條件，我們成功的解決了味精廢水、垃圾滲濾液等高濃度廢水中高氨氮的問題，并取得了很好地效果，保證了廢水的達(dá)標(biāo)排放。

參考文獻(xiàn)

[1]徐亞同.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1994，14（4）：308～313.

[2]沈耀良，王寶貞.廢水生物處理新技術(shù)[M].北京，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1999.75～88.

[3]陳金聲，史家梁，徐亞同，硝化速率測(cè)定和硝化細(xì)菌計(jì)數(shù)考察脫氮效果的應(yīng)用[J].上海環(huán)境科學(xué)，1996，15（3）.

[4]上海市環(huán)境保護(hù)局.廢水生化處理.

作者簡(jiǎn)介：錢興（1980，10-），男，漢，江蘇泰興，學(xué)士，助理工程師，江蘇國(guó)松環(huán)境科技開發(fā)有限公司，研究方向，氨氮廢水的處理，高濃度廢水的治理。