以亞硝酸氮為受體的戴爾福特菌反硝化除磷研究

陳繹浪 任 晶

(1.沈陽建筑大學市政與環(huán)境學院，遼寧 沈陽 110168； 2.首安工業(yè)消防有限公司，北京 101304)

0 引言

隨著反硝化聚磷菌的發(fā)現(xiàn)，許多學者從反應器厭氧部分中提純出各種反硝化聚磷菌種并對其分析，即對反硝化脫氮除磷系統(tǒng)做的大量研究，使得以硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮為電子受體的同步脫氮除磷技術有了新的發(fā)展，但其脫氮除磷機理及效能研究有待深入[1-3]。本研究從SBR反應器中提純出戴爾福特菌，考察其以亞硝酸氮為電子受體的反硝化除磷效果，為戴爾福特菌在脫氮除磷的實際應用提供進一步的理論依據(jù)。

1 試驗材料及方法

1.1 實驗材料

將已分離純化出的2株戴爾福特菌(從穩(wěn)定運行的厭氧—好氧—缺氧—好氧SBR系統(tǒng)的厭氧段末期活性污泥中分離)作為菌源。

戴爾福特菌的專性培養(yǎng)基組成為：乙酸鈉2 321.2 mg/L、磷酸二氫鉀20.8 mg/L、硫酸鉀26.7、氯化鈣14.8、氯化銨57.3、硫酸鎂131.8。試驗所用活化液的吸光度值分別為1號戴爾福特菌的OD600為1.170，5號戴爾福特菌的OD600為1.184。

1.2 檢測指標及方法

采用堿性過硫酸鉀消解—紫外分光光度法檢測TP，采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法檢測亞硝酸氮，采用比濁法檢測OD600。

2 結果與分析

2.1 單菌株生長及除磷脫氮效果

配置亞硝酸氮濃度在25 mg/L左右，pH值為7.5，于厭氧瓶中加入100 mL培養(yǎng)液，充入N2吹脫20 s后，在121 ℃下滅菌20 min，將菌株按15%體積比接種在培養(yǎng)液中，在25 ℃的振蕩培養(yǎng)箱中(130 r/min)共培養(yǎng)21 h，每3 h取7 mL。

2.1.11號戴爾福特菌株

1號戴爾福特菌生長及除磷脫氮試驗結果見圖1。

由圖1中可知，1號戴爾福特菌培養(yǎng)前3 h內生長緩慢，TP濃度C從7.1 mg/L下降到6.3 mg/L，亞硝酸氮濃度從23.4 mg/L下降到21.9 mg/L；3 h后菌株迅速生長，TP濃度和亞硝酸氮濃度也顯著下降；18 h時菌株生長情況、TP濃度及亞硝酸氮濃度沒有明顯變化。21 h時，戴爾福特菌的生長量從0.043增長到0.501。TP濃度從7.1 mg/L下降到1.8 mg/L，TP的去除率達到74.6%，亞硝酸氮濃度從23.4 mg/L下降到4.5 mg/L，亞硝酸氮去除率達80.8%。

2.1.25號戴爾福特菌株

5號戴爾福特菌株生長及除磷脫氮試驗結果見圖2。

從圖2可知，在9 h之內，5號戴爾福特菌株生長較快，可見其停滯期比較短，如果營養(yǎng)物質充足，就可以快速生長，此時TP濃度及亞硝酸氮濃度也有明顯變化，TP濃度從7.1 mg/L下降到3.5 mg/L，亞硝酸氮濃度從23.4 mg/L下降到10.6 mg/L；9 h后菌株的生長速率相對有所降低，TP濃度及亞硝酸氮濃度的去除速率顯著；18 h后TP濃度及亞硝酸氮濃度變化趨于穩(wěn)定。經(jīng)21 h培養(yǎng)后，菌株的生長量增長到0.564，TP下降到1.3 mg/L，TP去除率達81.7%。亞硝酸氮濃度下降到3.45 mg/L，菌株的脫氮率為85.3%。

2.2 菌株復配的生長及除磷脫氮效果

分別取5 mL,10 mL 1號戴爾福特菌株活化液，取5號戴爾福特菌株活化液分10 mL，5 mL，將2菌株按照體積比為1∶2,1∶1,2∶1進行混合。pH值為7.5左右。取100 mL培養(yǎng)液加入?yún)捬跗恐校瑏喯跛岬獫舛?5 mg/L左右，充入N2吹脫20 s后于121 ℃下滅菌20 min，振蕩培養(yǎng)箱內保持溫度25 ℃，轉速130 r/min，培養(yǎng)21 h，每隔3 h取7 mL。

2.2.1混合比例2∶1

混合比例2∶1時，試驗結果見圖3。

由圖3可知，3 h內，TP濃度從6.9 mg/L下降到6.2 mg/L，亞硝酸氮濃度從22.6 mg/L下降到21.4 mg/L；從第3小時～第15小時，2菌株生長迅速，TP濃度下降到2.1 mg/L，亞硝酸氮濃度下降到6.6 mg/L。經(jīng)21 h培養(yǎng)后，其生長量增長至0.522；TP濃度下降到1.5 mg/L，去除率為78.3%；亞硝酸氮濃度下降到3.8 mg/L，去除率達83.2%。

2.2.2混合比例1∶1

混合比例1∶1時，試驗結果見圖4。

由圖4可知，培養(yǎng)前3 h內，混合菌株生長相對緩慢；3 h～12 h之間時菌株呈線性增長，TP濃度降至2.2 mg/L，亞硝酸氮濃度降至6.9 mg/L，培養(yǎng)12 h～15 h之間時，菌株生長速度趨于緩慢。21 h時，菌株的生長量為0.555，TP濃度下降到1.2 mg/L，去除率達82.6%，亞硝酸氮濃度降至2.8 mg/L，去除率為87.6%。

2.2.3混合比例1∶2

混合比例1∶2時，試驗結果見圖5。

由圖5知，0 h～12 h內，混合菌株生長速率最快，脫氮除磷速度也最快，TP濃度下降到1.3 mg/L，亞硝酸氮濃度下降到4.3 mg/L；12 h后菌株生長速率降低；15 h時菌株的生長量達0.592，TP濃度下降到1.0 mg/L，去除率85.5%，亞硝酸氮濃度下降到3.5 mg/L，去除率84.5%。經(jīng)21 h培養(yǎng)后，TP濃度下降到0.6 mg/L，去除率91.3%，亞硝酸氮濃度下降到1.8 mg/L，去除率92%。可見，復合菌株的脫氮除磷效果優(yōu)于單獨菌株，達到相同處理效果的培養(yǎng)時間可縮短9 h。

3 結語

通過對單株戴爾福特菌株脫氮除磷性能的測試，得到1號，5號戴爾福特菌株的TP去除率分別為74.6%，81.7%，亞硝酸氮去除率為80.8%、85.3%；將2株戴爾福特菌混合，體積比為1∶2時，TP的去除率為91.3%，亞硝酸氮的去除率為92%，脫氮除磷效果顯著提高；與達到相同的去除效果的單株菌株對比，縮短了9 h的反應時間。