复合固定化微生物脱氮动力学模型研究_李芳芳

近年来，氮素给环境造成的污染问题日益突出，其危害也被人们所认识和重视，各国研究人员采用不同的方法来处理含氮废水，生物脱氮技术是处理含氮废水的最有效的方法[1-2]。生物脱氮需经过硝化和反硝化2个过程，传统理论认为，硝化作用[3-4]由2组化能自养型好氧微生物（统称为硝化菌）通过2个过程来完成，第1步是亚硝酸菌将氨氮氧化成亚硝酸盐；第2步是硝酸菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐。2个过程相互关联，相互依赖。反硝化过程是指硝酸盐经过反硝化过程被还原为N2。传统认为反硝化过程只有在厌氧或缺氧条件下才能进行，这样2个过程难以在时间和空间上统一，如果2个过程能在一个微生态环境中进行，既可以完成统一，还可以避免亚硝酸盐和硝酸盐的大量积累。近年来对好氧反硝化方面的研究已有所报道，在有氧条件下反硝化菌是以氧气为电子受体，缺氧条件下以硝酸根为电子受体。目前国外已发现的好氧反硝化菌有Thiosphaerapanatotropha、Microvirgulaaerodenitrificans等[5-6]，国内报道的有Rhodococcus[7]，Delftia等[8]。传统的固定化微生物技术方法主要有吸附法、包埋法、交联法和膜截留法等。在氨氮废水处理的时候，将2种或多种固定化微生物方法结合起来使用可以克服单一固定化方法的缺陷和不足，提高整个微生物系统的处理性能。两法结合的改进方法研究的比较多，例如BalaKiran[9]等用海藻酸钙作为包埋剂，戊二醛作为交联剂包埋蓝藻，处理重金属废水，取得较好的去除效果。但是3种结合的改进方法仅有零星研究，商平[10]等曾利用吸附-包埋-交联三者结合的方法固定化组合菌去除河水中的氨氮，效果明显。并且针对降解过程的研究报道大多针对工艺条件，除了DosSan-tos[11]、曹国民[12]等人研究的单级生物脱氮动力学模型外，鲜有其他相关动力学模型的有关报道。本文以海藻酸钠、聚乙烯醇和活性炭作为包埋固定硝化细菌和好氧反硝化细菌的载体，通过正交试验去降解养殖废水中的氨氮，确定其最佳降解条件，在最佳条件下对反应进行动力学分析，建立模型，并对模型参数进行验证。1试验部分1.1试验仪器与设备SHA-B型恒温振荡器；YXQG02型电热式蒸汽消毒器；LD4-2A型低速离心机；722型光栅分光光度计；SL-CJ-1N医用型洁净工作台。1.2硝化细菌和好氧反硝化细菌培养基试验所用废水氨