反硝化MBBR中生物膜和悬浮微生物的特性_郑兰香

!反硝化!#中生物膜和悬浮微生物的特性郑兰香#，彭党聪$（#%宁夏大学资源环境学院，宁夏银川&!’’$#；$%西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安&#’’!!）摘要：移动床生物膜反应器（())*）是一种新型的水处理反应器%介绍了间歇式反硝化())*中，生物膜和悬浮微生物的特性，为实际生物膜反应器选择合适的生物膜和悬浮微生物比例及活性提供试验依据%在搅拌强度为#’’+,-./、硝氮负荷为’%0$（12·-0）,3的条件下，以反硝化())*为对象，测定了系统到达稳定状态时的生物膜量、膜厚、悬浮微生物和生物膜各自占总生物量的比例以及各自的活性%试验表明，反应器内稳态时的平均生物膜量为00%&-2,2，膜厚为##!-；生物膜和悬浮微生物分别占总生物量的45%5!和#’%#!%生物膜和悬浮微生物的678降解速率分别为#99%!（-2·2:#）,;和9!%5（-2·2:#）,;，硝氮降解速率分别为0$%#（-2·2:#）,;和#$%$（-2·2:#）,;%关键词：())*；生物膜量；悬浮微生物；膜厚；硝氮降解速率；678降解速率中图分类号：<&’0文献标志码：=移动床生物膜反应器（())*）是一种新型的水处理反应器%在())*中，由于载体颗粒间的相互碰撞和（或）水力剪切作用引起生物膜的连续脱落，因而反应器内不仅有附着态的生物膜，还有悬浮态的微生物%由于存在形式的不同，二者的性质也有所差异%该实验以反硝化())*为对象，研究系统到达稳定状态时的生物膜量、膜厚、悬浮微生物和生物膜各自占总生物量的比例以及各自的活性，为实际生物膜反应器选择合适的生物膜和悬浮微生物比例和活性提供试验依据%#材料与方法$%$载体材料与试验装置试验采用的载体材料为新型多孔无机载体>#?，其为珍珠岩焙烧而成，载体粒径范围为’%5@#%9--，平均粒径为#%0!--，载体堆密度为’%0$’2,A-0，湿密度为#%’!2,A-0%试验装置如图#所示，其中，反应器有效容积为%’B，搅拌转速为#’’+,-./，投加载体#%#B，载体填充率为$&%!!%系统采用C)*运行方式，每天4个周期，每周期#4’-./，其中进水!-./，搅拌反应#!5-./，沉淀#-./，出水#!-./；每周期通过液位控制排水$%’B，即水力停留时间（D*E）为9;%$%&试验废水试验废水采用人工配制，以工业乙酸钠为碳源，FD6G为氮源，FH$DI7和JD$I7为磷源，以!K678,F70:LFMN!投加FHF70，微量元素>$?投加量为#-B,B%$%’分析方法与测试分析方法：678采用重铬酸钾法；F70:LF采用紫外分光光度法；F7$:LF采用FLK#L萘基ML乙二胺光度法进行分析%生物膜量测定：取一定量的生物膜载体于坩埚内，置于#’!O烘箱内烘干称得!’，再于&’’O马弗炉内烧后称重!及坩埚重量!P，则（!’:!）,（!:!P）即为单位载体上的生物膜量，单位为-2,2%$结果与讨论&%$生物膜量和悬浮生物量宁夏工程技术F./2Q.HR/2./SS+./2ESA;/TGT2UVTG%!FT%#(H+%$’’9第!卷第#期$’’9年0月文章编号：#9&#:&$K$’’9M’#:’’!:’0收稿日期：$’’9:’#:#&%作者简介：郑兰香K#5&5—M，女，助教，硕士，主要从事环境污染控制工程、环境影响评价%图$试验装置图()*%$+,-./01),2)0*30/45.67.3)/.8109+:+1./!!图!#$%&#’()&%**随时间变化+,-.!#$%&#’()&/01**2/3,/4,506264,78图’生物膜量随时间变化+,-.’/44/9:81;,57/662/3,/4,50264,78反应器在挂膜后逐渐提高负荷，当硝氮提高到#$%&’(·)$*+,后，维持负荷不变#此后测定进出水水质和生物膜量&图%、图$*#由图%、图$可知，从第-,起单位载体上的生物膜量基本保持不变，维持在$$#.)(+(左右，而且进出水/01较稳定，出水22也维持在3%)(+4左右，表明该时系统已达到稳定状态#测得该阶段反应器内的总生物量为3$#53(，生物膜量为3%#!(，悬浮微生物为3#$6(；生物膜占总生物量的7-#-!，而悬浮微生物仅占3#3!，说明反应器内的微生物主要以生物膜的形式存在#!.!生物膜厚度稳态下生物膜的厚度是描述生物膜的重要参数之一，该试验中成熟生物膜厚度通过估算获得，具体方法为：假设载体颗粒为球形半径为!，而且生物膜分布均匀，厚度为!，生物膜密度为，单个颗粒表面的生物膜重为#，则5!$83&!$!*$%!$9&#；假设每’载体颗粒含有(个，其上生物膜重)，则)!&#&3⋯(#；假设所有生物膜颗粒为一均相体系，则)!&#&3⋯(#:(#:(5!$8&!$!*$%!$9；由此，膜厚!为!