定化硝化細菌去除生活污水中的氨氮

曹鑫杰 孫祿軍

摘要：通過正交試驗確定了最佳包埋條件。在SBR反應器中研究了嵌入橡膠球對瓶裝氮和氮的影響。結果表明，氨水橡膠球的固定去除率高于細菌懸浮液，生化反應時間比懸浮液短2小時，總氮去除率比懸浮液高16%，具有很高的抗負荷沖擊能力。當采用SBR工藝且系統穩定時，固定懸浮液的總去除率為100%，袋式總氮去除率比懸浮液高16%，氨氮去除率為98%，懸浮液去除率為85%。

關鍵詞：固定化，SBR工藝，污水處理，硝化細菌

前言

傳統的生物脫氮方法仍然是解決我國日益嚴重的氮污染問題的主要手段之一，在生物脫氮過程中起著關鍵作用，但在傳統的生物脫氮系統中可能會丟失，受外界條件影響，傳統的生物脫氮方法往往不能滿足氨氮去除的水質要求，電離細胞或微生物通過化學或物理手段位于有限的空間區域，以保持其活性和穩定性。這可以減少微生物的損失，提高載體中微生物的密度，大幅度提高系統的處理效率是近年來生物去除研究的熱點之一，氮已成為生物技術的一個重要組成部分。堆疊技術是固定技術中應用最廣泛的方法之一，但在我國尚處于初級階段。針對人工模擬廢水的處理，研究了硝化活性炭的最佳埋藏條件;研究了內置式活性污泥中硝酸鋅對氨氮的去除效果，并與懸浮式活性污泥進行了比較。

1、材料和方法

傳統的生物脫氮方法往往不能滿足氨氮去除的水質要求，電離細胞或微生物通過化學或物理手段位于有限的空間區域，以保持其活性和穩定性。為了確定最合適的掩埋條件，進行了4-3級正交試驗，對氨氮去除效率、顆粒包裝的機械強度和固定操作難度、包裝劑濃度、，優化了連接濃度、連接時間、膠球直徑等基本埋設條件。

1.1硝化細菌培養

將一所大學污水處理廠的活性污泥濃縮并處理成無機介質，含：NaCl，40g/L，NaHCO，500g/L，Na，Po，·12g/L，120g/L，含有微量鎂鹽和鐵素體，鉀鹽和鈣鹽。培養過程中，pH控制溫度為8.0左右，20-30°C，溶解氧>2mg/L，間歇進水，濃縮培養6周。

1.2實驗廢水

實驗廢水被人工模擬為含氮廢水。跟蹤了NH、hco0.65g、ch：o0.10g、NaCl0044、NaHCO、0.5g、na-po12h、O0.12g和MgSo-7h、O、Cl和CaCl的含量。

1.3實驗裝置和方法

實驗裝置由兩個相同的SBR反應器（A和B反應器）組成。1表明反應器內徑為110mm，高度為700mm，有效體積為6升。反應器B包含濕硝化纖維橡膠球。兩臺反應器工況相同，每個循環分為四個階段：進水0.5h，曝氣6h，沉淀1H，排水管0.5h。

1.4硝化纖維素固定球的制備

離心濃縮（3000r/min，15min），加入去離子水（SV=25%，MLSS=1.672g/L）至一定濃度的溶液，然后加入含有一定濃度的硅藻土鈉和碳酸鈣的溶液，形成不同濃度的硅藻土鈉和0.67%（w/V）碳酸鈣，滴加氯化鈣溶液，室溫下混合一定時間，取出固定膠球，用生理鹽水沖洗，4℃冰箱保存。

1.5項目和方法分析

氨的測定采用鈉試劑分光光度法，亞硝酸鹽的測定采用N-（萘）法乙二胺伽馬分光光度法-硝酸鹽的測定采用苯酚二磺酸分光光度法-總氮的紫外氧化采用硫酸氫鉀分光光度法.

2、試驗結果與討論

2.1硝化細菌的計數

一個多月以來，通過血細胞計數測定污泥中硝化細菌的數量。污泥中硝化細菌的數量在25000～7.5×108ml之間，濃縮前后細菌數量增加了4個等級，污泥的硝化能力顯著提高。

2.2球形橡膠制備工藝的確定

為了確定最合適的掩埋條件，進行了4-3級正交試驗，對氨氮去除效率、顆粒包裝的機械強度和固定操作難度、包裝劑濃度、，優化了連接濃度、連接時間、膠球直徑等基本埋設條件。根據正交表LG（3*），每個顆粒由10ml（SV=25%，MLSS=1.672g/L）離心硝化纖維素組成，置于250ml錐形瓶中，添加培養基，用硝化纖維素濃縮100ml，初始氨濃度為88mg/L，溫度為（26±2℃）作為10g液壓滯留氨的去除指標，結果表明氯化鈣濃度是限制從橡膠中提取亞硝酸的最大因素，其次是硅藻土鈉濃度。交聯時間和膠球直徑對氨氮去除率沒有影響，氯化鈣的摩擦作用下，氨氮去除率越高，但機械強度越低。如果濃度較高，氨氮去除能力較弱，因此選擇2%氯化銨。硅藻土鈉濃度越高，機械強度越好。但是，如果濃度過高，則不容易進入球內，橡膠球明顯被拉長。尾礦被拉伸以制備致密的顆粒殼，傳輸質量降低。海藻酸鈉濃度過低，機械強度弱，低層性能弱，膠球泄漏后果嚴重，膠原蛋白無法使用。因此，選用3%硅藻土鈉。進給時間對機械強度2影響不大。直徑為4毫米的橡膠球。

2.33A和B反應器的啟動階段

此外，將掩埋后產生的橡膠球（同上）830ml懸浮液放入反應器B中，并在28℃-30℃的室溫下啟動，4ml溶解氧在反應器A穩定后，去除45ml細菌懸浮液。反應器B每5L循環處理一次水，無需手動清除污泥

在反應器A穩定運行期間，水中的濃度為108+2mg/L。的徑流期間，濃度幾乎為零，no-n的濃度為100±2）MNG/L，總氮去除率僅為8%±1%。結果表明，除氨懸浮液的含量較高，整體去除率較低。

固定后細菌懸液活性下降，第一天去除率僅為53%，但硝化細菌活性隨著反應時間的延長逐漸升高，9天后基本恢復。當反應器B穩定運行時，水中NH-N濃度為108±2mg/L，出水濃度幾乎為零，濃度為（8±1）mg/L，濃度為77mg/L，總氮去除率為23±1），氨氮去除率約為100%，但總氮的去除率比懸浮生物網絡高16%，這可能是由于氧載體的阻力，阻止溶解氧從液態擴散到載體，從而形成有利的氧、氧和厭氧區，它為耐硝酸鹽細菌的培養創造了有利條件，并提供了一定的總氮去除率。

2.4反應時間對氨氮去除率的影響

當兩個反應器穩定運行時，研究了NH3-N去除率隨反應周期長度的變化，圖1分析了這些數據。實驗證明，在6h時，B反應器對NH和-N的去除效率與反應器中的去除效率基本相同。6h后，兩個反應器中NH和N的去除率基本穩定，反應器B中2h的反應小于反應器a，大大降低了成本

2.5水中氨濃度對氨去除效果的影響

在兩個反應器達到穩定階段后，研究了兩個反應器在水中氨氣濃度為中、大時氨氣去除率的變化，當氨氣濃度在70～100mg/L之間時，反應器a和反應器B的氨氣去除能力幾乎相等，為150mg/L，反應器B的氨氮去除性能比接觸水中氨氮濃度為200mg/L時高10%，反應器B的氨氮去除性能比反應器a高15%，表明反應器B具有較高的抗負荷沖擊能力。

3、結論

氯化鈣濃度是限制固體橡膠球去除氨氮的主要因素，其次是硅藻土鈉，它也會影響橡膠球的機械強度，結果選擇了2%的氯化鈣和三硅酸鈉。當采用SBR工藝且系統穩定時，固定懸浮液的總去除率為100%，袋式總氮去除率比懸浮液高16%，氨氮去除率為98%，懸浮液去除率為85%。當水中氨氮濃度為200mg/L時，包裝法氨氮去除率提高15%，應用固定化技術可提高硝酸鹽濃度和氨氮去除效率，適應性強，抗沖擊負荷能力強，殘留污垢少，細胞固定化技術在氨氮廢水處理中具有一定的優勢，但固定膠球在處理過程中容易破碎和溶解，磷酸鹽、鎂離子等物質已被長期使用，因此有必要開發一種改進的固定載體。

參考文獻

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