固定化硝化菌去除焦化废水中氨氮的研究_徐英

中国生物工程杂志ChinaBioteehnology,2(X)5:122一124固定化硝化菌去除焦化废水中氨氮的研究徐英李文英‘(太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室太原03以〕24摘要采用聚乙烯醉(polyvinylAlcohol,PVA)一硼酸包埋固定化法,包埋经驯化后的峭化污泥,制成固定化稍化颗拉。考察了不同温度及pH条件下固定化峭化菌讨氨氮的去除效果及其与游离峭化菌的比较,并对固定化梢化菌对焦化废水中氛氮的去除及其耐毒性能进行了测定和观察。关键词固定化峭化菌废水处理氛氮目前,国内外普遍采用生物硝化一反硝化工艺脱除废水中的氨氮。但由于硝化菌生长缓慢,世代周期长,对低温及毒物等环境冲击的耐受能力差,因而如何保持反应器中硝化菌的浓度,提高其对环境冲击的适应性已成为废水脱氮领域的研究热点。固定化细胞技术是近年来发展起来的一种废水处理新技术。与传统的生物法相比,具有生物浓度高、处理效果好、反应器体积小、易于固液分离、系统耐冲击能力较强等优点。许多学者对固定化硝化菌脱除废水中的氨氮进行了研究,并取得了很大进展[’一’〕。对固定化硝化菌处理氨氮废水的工艺条件、处理效果进行了实验研究,考察了不同温度和pH条件下固定化硝化菌对氨氮的去除效果及其与游离硝化菌的比较,对固定化硝化菌处理含氮有机废水及焦化厂二沉池废水进行了测定和观察。1材料与方法1.1硝化菌的富集和固定化1.1.1硝化菌富取某焦化厂曝气池污泥,按15%(v/v)接种于硝化菌富集培养基困中,28℃,120rpm摇床驯化,水力停留时间(HRT)为2d,每天检测N优、NO犷的产生及NH4+的消耗,硝化菌富集培养3个周期。富集后的硝化污泥,一部分进行包埋固定化,其余的硝化污泥用0.9%的生理盐水离心洗涤2一3次(4。以〕甲m,每次巧而n),再用生理盐水稀释至一定体积,置4℃冰箱内保存备用。1.1.2硝化菌固定化方法用聚乙烯醇(polyvin贝收稿日期:2侧又扔一12修回日期:2仪娜一12一。‘通讯作者,电子信箱:尹ng@tyUt.edu.cn川cohal,PAy)一硼酸包埋固定化法,以PVA为主要的包埋载体,添加一定量的海藻酸钠,以粉末活性炭为无机载体,包埋经驯化过的硝化污泥,制成直径大约为3~的固定化硝化颗粒,供实验研究使用[v]。1.1.3固定化硝化颗粒的驯化将固定化颗粒投人一定量的经稀释的硝化菌富集培养基中,摇床驯化(28℃,120甲m),每天检测固定化颗粒的重量及体积变化,并根据N氏N浓度的变化,逐步提高富集培养基中的N氏N浓度,驯化5个周期。1.2驯化固定化及未驯化硝化细菌菌体的活性试验在室温下,称取一定量的游离硝化污泥及相同菌量的驯化和未驯化固定化小球,在人工氨氮废水中预曝气24h恢复活性后进行溶解氧的测定。1.3温度及四对固定化硝化菌的影响取相同菌量的游离污泥及固定化小球,加人一定量的人工氨氮废水,8h后测定它们在不同温度和pH条件时的氨氮去除率。1.4固定化硝化菌的耐毒性将固定化硝化菌加入到高浓度的合成氨氮配水中,考察其对游离氨毒物的耐受性。1.5固定化硝化菌对焦化废水的处理焦化废水取自太原某焦化污水处理厂二沉池废水,其氨氮浓度为87m岁L左右。1.6分析方法氨氮:重铬酸钾法;COD:高锰酸钾法。2结果2.1驯化过程中固定化小球的物理特性在固定化硝化菌驯化初期,小球粘连现象严重,DOI：10.13523/j.cb.2005S1262(X)5(增)徐英等:固定化硝化菌去除焦化废水中氨氮的研究123有少量活性炭溶出,小球表面有白色膜状物生成,可能是PVA溶出,小球体积膨胀且变软,弹性下降。五天后,小球粘连现象减轻,颗粒进一步变软,弹性进一步下降,部分小球发生破碎,这种现象大约维持ro天左右。此后一周活性炭与1〕VA的溶出减轻,固定化颗粒形状圆润光滑,弹性增强,粘连现象进一步减轻。观察驯化过程中NO夕、Nos-的产生及N氏一N的消耗,逐步提高培养基中N氏一N浓度,调节pH7.5-8.5,固定化小球驯化5个周期后,性状稳定,成球形,手感较软且弹性良好,内部形成孔隙,对N氏一N处理能力增强,判断固定化小球驯化成熟,小球中的硝化菌得到富集,可以投入使用。2.2驯化及未驯化固定化硝化菌活性比较室温下驯化及未驯化固定化硝化菌的呼吸速率见图1。伪(口州L)温度时,游离菌的活性受到较大的抑制,其硝化速率低于对应的固定化硝化菌。往enen等[s]认为产生该现象的原因是:由于扩散阻力的影响,使固定化硝化菌对温度变化的敏感性降低,因而增强了其对环境温度变化的耐受性。l00门_门蒯⋯抓}_r}{1-.}}.蒯}1眨翩⋯J.{晰缸9080706050403020芝哥菠诩城5101520温度改:.固定化硝化菌25303540口游离硝化菌图2不同温度条件下固定化及游离硝化菌对氮氮的去除率末