以琼脂凝胶为碳源和载体的水源水生物脱氮_周富强

由于农业活动中大量氮素肥料的使用以及各种废弃物的排放，导致世界范围内的地表水和地下水中的硝酸盐氮浓度大幅增加[1-3]。由于硝酸盐可导致高铁血红蛋白症，且易致癌，对孕妇和婴儿的作用尤其明显，因此硝酸盐污染对饮水安全和人类健康构成了严重威胁[4-5]。由于生物脱氮技术高效低耗，因此受到广泛研究与应用。目前水源水生物脱氮的研究热点主要集中在选择合适的碳源。研究者们尝试了多种固体碳源，大致可分为两类：一类为天然材料，例如棉花、麦秸、稻壳、树皮、芦苇等富含纤维素的物质[6-10]；另一类是由人工合成的聚合物，如聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等[11-12]。就目前的研究来看，天然材料作为碳源时，由于其成分复杂，使用过程中易带来二次污染的风险；人工合成的聚合物，由于自然界降解其的微生物较少，故脱氮效率较低，为解决这个问题，有学者在人工合成聚合物时添加一些酶、特定的菌种，以加快聚合物的分解，从而提高反硝化的效果。但这样做也带来了碳源释放的不稳定与不可控的缺点，易造成出水有机质偏高和出水水质的不稳定。因此确定一种能够缓慢释放，能达到一定的反硝化效果，同时也不易带来二次污染的碳源，成为水源水生物脱氮技术的关键。琼脂，又称琼胶，是从石花菜、江蓠等红藻植物提制的多糖。琼脂不溶于冷水和无机、有机溶剂，可溶解于85℃以上热水。在水中加热溶解后，放冷至28～35℃形成凝胶[13]。同时琼脂不易被微生物利用，故被广泛用做微生物培养基。但自然界中也存在一些水解琼脂的微生物，如弧菌、假别单胞菌等[14]，因此以琼脂凝胶作为一种缓释碳源在理论上是可行的，使用过程中不易引起二次污染。本研究采用以琼脂为主要成分的琼脂凝胶为碳源和微生物载体的反硝化系统去除水源水中的硝酸盐氮，通过试验考察进水NO3--N质量浓度、水力停留时间（HRT）、进水DO质量浓度及不同进水方式等对系统反硝化效果的影响，旨在获得琼脂凝胶系统的反硝化性能及脱除水源水中硝酸盐氮的运行条件和适宜的工艺参数。1试验部分1.1水源水质取南京市某地表水，添加一定的硝酸钠后模拟为受硝酸盐污染的水源水。该地表水的原始性质：以琼脂凝胶为碳源和载体的水源水生物脱氮周富强，梅翔，杨德志，金汉珍，陈林，杨云彪，吴飞（南京林业大学化学工程学院环境工程系，江苏南京210037）摘要：针对受硝酸盐污染的水源水，建立了以琼脂凝胶为反硝化菌的碳源和微生物载体的