利用辐照预处理麦秆作为反硝化固体碳源的研究

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net利用辐照预处理麦秆作为反硝化固体碳源的研究范振兴,赵璇,王建龙3(清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084)摘要:采用经辐照预处理的秸秆作为反硝化微生物的固体碳源和生物膜载体反硝化脱氮,以考察辐照预处理是否可以提高麦秆作为固体碳源反硝化的性能.静态试验结果表明,辐照预处理可以使麦秆作为固体碳源反硝化的反硝化速率提高20%,在硝酸氮初始浓度6513mgΠL时,辐照剂量300kGy的麦秆的反硝化速率可以达到01087mgΠ(g·h),硝酸氮去除率在90%以上.部分试验结果通过麦秆的表面结构红外分析和扫描电镜观察得到了证实.关键词:反硝化;麦秆;固体碳源;辐照中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:025023301(2009)0421090205收稿日期:2008205209;修订日期:2008208229基金项目:国家自然科学基金项目(59978020,50508018)作者简介:范振兴(1982～),男,博士研究生,主要研究方向为饮用水生物处理技术,E2mail:dr.fanzx@gmail.com3通讯联系人,E2mail:wangjl@tsinghua.edu.cnDenitrificationUsingRadiation2pretreatedWheatStrawasSolidCarbonSourceFANZhen2xing,ZHAOXuan,WANGJian2long(InstituteofNuclearandNewEnergyTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Wheatstrawafterradiationpretreatmentwasusedassolidcarbonsourceandbiofilmsupportfordenitrifyingmicroorganisms.Denitrificationperformanceofradiation2pretreatedwheatstrawwascomparedtothatofwheatstrawwithoutradiationpretreatment.Theresultsshowedthatthedenitrificationrateofradiation2pretreatedwheatstrawwasabout20%higherthanthatofwheatstrawwithoutradiationpretreatment.Whentheinitialnitrateconcentrationwas6513mgΠL,thedenitrificationrateusingwheatstrawafter300kGyradiationwithγ2raycouldreach01087mgΠ(g·h)andthenitrateremovalefficiencywasabove90%.PartsoftheseresultswereconfirmedbytheIRanalysisandSEMobservationofwheatstrawsurfacestructureKeywords:denitrification;wheatstraw;solidcarbonsource;irradiation我国很多地区的地下水中硝酸盐均是主要污染物,并且有逐年加重的趋势[1].硝酸盐在婴儿的胃里可以还原为亚硝酸盐,导致“高铁血红蛋白症”.硝酸盐和亚硝酸盐均可以在人体内转化为有“三致作用”的亚硝胺[2].为了解决传统工艺中碳氮比难以控制的难题,可以采用不溶于水的可生物降解聚合物(BDPs)材料作为反硝化的碳源,并且同时作为生物膜载体.有人采用聚己酸内酯(PCL)、聚羟基丁酸脂(PHB)等材料作为固体碳源进行试验,证实了这种工艺的可行性[3].周海红等[4,5]采用一种新型的淀粉基可生物降解多聚物(PBS)材料作为固体碳源去除地下水中硝酸盐.目前,阻碍BDPs材料在地下水反硝化脱氮处理中广泛应用的一个主要原因就是价格较高[6].而自然界中存在大量的天然可生物降解聚合物如纤维素等.这其中,以麦秆作为反硝化碳源和生物膜载体进行反硝化实验取得了良好的效果[7,8].Ovez等[9]以甘草和芦竹作为反硝化碳源同样取得了成功,证实了天然作物是反硝化碳源的一个良好选择.1995年,中国农作物秸秆的产量为6104亿t,其中小麦秆1140亿t[10],生产量极其丰富.有实验证明,稻秆经辐照预处理之后,用酶水解产生葡萄糖的得率会提高[1