定化硝化细菌去除生活污水中的氨氮

曹鑫杰 孙禄军

摘要：通过正交试验确定了最佳包埋条件。在SBR反应器中研究了嵌入橡胶球对瓶装氮和氮的影响。结果表明，氨水橡胶球的固定去除率高于细菌悬浮液，生化反应时间比悬浮液短2小时，总氮去除率比悬浮液高16%，具有很高的抗负荷冲击能力。当采用SBR工艺且系统稳定时，固定悬浮液的总去除率为100%，袋式总氮去除率比悬浮液高16%，氨氮去除率为98%，悬浮液去除率为85%。

关键词：固定化，SBR工艺，污水处理，硝化细菌

前言

传统的生物脱氮方法仍然是解决我国日益严重的氮污染问题的主要手段之一，在生物脱氮过程中起着关键作用，但在传统的生物脱氮系统中可能会丢失，受外界条件影响，传统的生物脱氮方法往往不能满足氨氮去除的水质要求，电离细胞或微生物通过化学或物理手段位于有限的空间区域，以保持其活性和稳定性。这可以减少微生物的损失，提高载体中微生物的密度，大幅度提高系统的处理效率是近年来生物去除研究的热点之一，氮已成为生物技术的一个重要组成部分。堆叠技术是固定技术中应用最广泛的方法之一，但在我国尚处于初级阶段。针对人工模拟废水的处理，研究了硝化活性炭的最佳埋藏条件;研究了内置式活性污泥中硝酸锌对氨氮的去除效果，并与悬浮式活性污泥进行了比较。

1、材料和方法

传统的生物脱氮方法往往不能满足氨氮去除的水质要求，电离细胞或微生物通过化学或物理手段位于有限的空间区域，以保持其活性和稳定性。为了确定最合适的掩埋条件，进行了4-3级正交试验，对氨氮去除效率、颗粒包装的机械强度和固定操作难度、包装剂浓度、，优化了连接浓度、连接时间、胶球直径等基本埋设条件。

1.1硝化细菌培养

将一所大学污水处理厂的活性污泥浓缩并处理成无机介质，含：NaCl，40g/L，NaHCO，500g/L，Na，Po，·12g/L，120g/L，含有微量镁盐和铁素体，钾盐和钙盐。培养过程中，pH控制温度为8.0左右，20-30°C，溶解氧>2mg/L，间歇进水，浓缩培养6周。

1.2实验废水

实验废水被人工模拟为含氮废水。跟踪了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实验装置和方法

实验装置由两个相同的SBR反应器（A和B反应器）组成。1表明反应器内径为110mm，高度为700mm，有效体积为6升。反应器B包含湿硝化纤维橡胶球。两台反应器工况相同，每个循环分为四个阶段：进水0.5h，曝气6h，沉淀1H，排水管0.5h。

1.4硝化纤维素固定球的制备

离心浓缩（3000r/min，15min），加入去离子水（SV=25%，MLSS=1.672g/L）至一定浓度的溶液，然后加入含有一定浓度的硅藻土钠和碳酸钙的溶液，形成不同浓度的硅藻土钠和0.67%（w/V）碳酸钙，滴加氯化钙溶液，室温下混合一定时间，取出固定胶球，用生理盐水冲洗，4℃冰箱保存。

1.5项目和方法分析

氨的测定采用钠试剂分光光度法，亚硝酸盐的测定采用N-（萘）法乙二胺伽马分光光度法-硝酸盐的测定采用苯酚二磺酸分光光度法-总氮的紫外氧化采用硫酸氢钾分光光度法.

2、试验结果与讨论

2.1硝化细菌的计数

一个多月以来，通过血细胞计数测定污泥中硝化细菌的数量。污泥中硝化细菌的数量在25000～7.5×108ml之间，浓缩前后细菌数量增加了4个等级，污泥的硝化能力显著提高。

2.2球形橡胶制备工艺的确定

为了确定最合适的掩埋条件，进行了4-3级正交试验，对氨氮去除效率、颗粒包装的机械强度和固定操作难度、包装剂浓度、，优化了连接浓度、连接时间、胶球直径等基本埋设条件。根据正交表LG（3*），每个颗粒由10ml（SV=25%，MLSS=1.672g/L）离心硝化纤维素组成，置于250ml锥形瓶中，添加培养基，用硝化纤维素浓缩100ml，初始氨浓度为88mg/L，温度为（26±2℃）作为10g液压滞留氨的去除指标，结果表明氯化钙浓度是限制从橡胶中提取亚硝酸的最大因素，其次是硅藻土钠浓度。交联时间和胶球直径对氨氮去除率没有影响，氯化钙的摩擦作用下，氨氮去除率越高，但机械强度越低。如果浓度较高，氨氮去除能力较弱，因此选择2%氯化铵。硅藻土钠浓度越高，机械强度越好。但是，如果浓度过高，则不容易进入球内，橡胶球明显被拉长。尾矿被拉伸以制备致密的颗粒壳，传输质量降低。海藻酸钠浓度过低，机械强度弱，低层性能弱，胶球泄漏后果严重，胶原蛋白无法使用。因此，选用3%硅藻土钠。进给时间对机械强度2影响不大。直径为4毫米的橡胶球。

2.33A和B反应器的启动阶段

此外，将掩埋后产生的橡胶球（同上）830ml悬浮液放入反应器B中，并在28℃-30℃的室温下启动，4ml溶解氧在反应器A稳定后，去除45ml细菌悬浮液。反应器B每5L循环处理一次水，无需手动清除污泥

在反应器A稳定运行期间，水中的浓度为108+2mg/L。的径流期间，浓度几乎为零，no-n的浓度为100±2）MNG/L，总氮去除率仅为8%±1%。结果表明，除氨悬浮液的含量较高，整体去除率较低。

固定后细菌悬液活性下降，第一天去除率僅为53%，但硝化细菌活性随着反应时间的延长逐渐升高，9天后基本恢复。当反应器B稳定运行时，水中NH-N浓度为108±2mg/L，出水浓度几乎为零，浓度为（8±1）mg/L，浓度为77mg/L，总氮去除率为23±1），氨氮去除率约为100%，但总氮的去除率比悬浮生物网络高16%，这可能是由于氧载体的阻力，阻止溶解氧从液态扩散到载体，从而形成有利的氧、氧和厌氧区，它为耐硝酸盐细菌的培养创造了有利条件，并提供了一定的总氮去除率。

2.4反应时间对氨氮去除率的影响

当两个反应器稳定运行时，研究了NH3-N去除率随反应周期长度的变化，图1分析了这些数据。实验证明，在6h时，B反应器对NH和-N的去除效率与反应器中的去除效率基本相同。6h后，两个反应器中NH和N的去除率基本稳定，反应器B中2h的反应小于反应器a，大大降低了成本

2.5水中氨浓度对氨去除效果的影响

在两个反应器达到稳定阶段后，研究了两个反应器在水中氨气浓度为中、大时氨气去除率的变化，当氨气浓度在70～100mg/L之间时，反应器a和反应器B的氨气去除能力几乎相等，为150mg/L，反应器B的氨氮去除性能比接触水中氨氮浓度为200mg/L时高10%，反应器B的氨氮去除性能比反应器a高15%，表明反应器B具有较高的抗负荷冲击能力。

3、结论

氯化钙浓度是限制固体橡胶球去除氨氮的主要因素，其次是硅藻土钠，它也会影响橡胶球的机械强度，结果选择了2%的氯化钙和三硅酸钠。当采用SBR工艺且系统稳定时，固定悬浮液的总去除率为100%，袋式总氮去除率比悬浮液高16%，氨氮去除率为98%，悬浮液去除率为85%。当水中氨氮浓度为200mg/L时，包装法氨氮去除率提高15%，应用固定化技术可提高硝酸盐浓度和氨氮去除效率，适应性强，抗冲击负荷能力强，残留污垢少，细胞固定化技术在氨氮废水处理中具有一定的优势，但固定胶球在处理过程中容易破碎和溶解，磷酸盐、镁离子等物质已被长期使用，因此有必要开发一种改进的固定载体。

参考文献

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