固定化微生物脱氮技术_杨麒

固定化微生物脱氮技术杨　麒　李小明　曾光明　谢　珊　刘精今(湖南大学环境科学与工程系,长沙410082)摘　要　在废水生物脱氮中,利用载体固定、形成颗粒污泥等固定化微生物技术可在增加生物脱氮速度、节省碳源、减少后曝气等方面提供有效的方法,并实现单级生物脱氮。关键词　固定化微生物　颗粒污泥　单级生物脱氮BiodenitrificationtechnologyusingimmobilizedmicroorganismsYangQi　LiXiaoming　ZengGuangming　XieShan　LiuJingjing(DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,HunanUniversity,Changsha410082)Abstract　Inwastewaterbiodenitrification,theimmobilizedmicroorganismstechnologybycarrierimmo-bilizingandgranulationcanprovideeffectivemethodsinincreasingbiodenitrificationvelocity,savingcarbonsourcesanddecreasingupperaeratingandrealizesinglestagebiodenitrification.Keywords　immobilizedmicroorganisms;granularsludge;singlestagebiodenitrification1　传统生物脱氮技术存在的问题废水生物脱氮目前较为普遍采用的是活性污泥法,但其主要存在4个方面的问题:(1)硝化细菌是自养细菌,生长缓慢,在混合培养的活性污泥系统中无法与异养细菌竞争,难以维持较高的细胞浓度,为避免其流失,以取得较好的脱氮效果,往往要保持较长的污泥停留时间,即需要很大的曝气池,从而限制了该工艺的处理能力;(2)硝化细菌易受外界环境影响,对环境冲击尤其是毒物冲击非常敏感,而系统重新启动又相当困难;(3)硝化和反硝化过程难以在时间和空间上统一,脱氮效果差,造成生物脱氮这一多步骤生物催化反应受基质传递速率、底物和产物抑制等限制;(4)对C/N比较小的废水,需外加碳源进行生物脱氮,导致处理工艺中必须增加后曝气装置以处理剩余有机物,从而增加了处理成本。2　固定化微生物单级生物脱氮20世纪60年代直接从固定化酶技术发展起来的固定化微生物技术(immobilizedmicroorganisms)因其具有细胞浓度高、反应速度快、便于连续化和自动化控制、易于管理等突出优点,被广泛应用于医药、食品、化工、农药、饲料、能源开发等众多方面。20世纪80年代初以来,国内外科研人员开始研究和探索该技术在废水处理领域中的应用,据报道,在日本已有将固定化硝化菌用于处理能力为11300m3/d的工业装置中[1],这充分表明了固定化微生物技术在废水处理,特别是含氮废水处理中的巨大应用潜力。近十多年来,利用固定化微生物技术强化生物脱氮过程已成为生物脱氮领域研究的热点之一,国内外科研人员对硝化细菌和反硝化细菌单独/混合固定及固定化细菌的脱氮性能作了大量的研究,开发出了利用固定的硝化细菌和反硝化细菌在同一反应器中实现同步硝化反硝化(simultaneousnitrifica-tionanddenitrification,即SND)的单级生物脱氮技术。硝化和反硝化两个过程在一个反应器中进行,既可节省占地面积和投资,还可避免亚硝酸盐氧化