嗜盐污泥处理高盐生活污水的短程硝化及其诱因辨析

第20卷4期2012年8月应用基础与工程科学学报JOURNALOFBASICSCIENCEANDENGINEERINGV01．20．No．4August2012文章编号：1005-0930(2012)08-0552-011中图分类号：x703文献标识码：Adai：10．3969／j．issn．1005-0930．2012．08．002嗜盐污泥处理高盐生活污水的短程硝化及其诱因辨析崔有为1，丁洁然1，李晶2，陈叶菲1，苏贺1(1．北京工业大学环境与能源工程学院，北京100124；2．中国航空工业规划设计研究院，北京100011)摘要：本研究采集入海口河底泥发展嗜盐活性污泥处理高盐生活污水，在SBR工艺连续运行的120d里取得了稳定的短程硝化．为了确定嗜盐污泥短程硝化的成因，研究基于淡水污泥短程硝化理论系统地分析了pH、游离氨(FA)、温度、溶解氧(DO)和曝气时间等关键工艺参数对嗜盐硝化系统内短程硝化的贡献．试验结果表明，嗜盐硝化系统最适宜盐度范围为1叫1∥L，最佳pH范围为7．5q．尽管盐度、温度对氨氧化菌(AOB)和亚硝酸氧化菌(NOB)的活性有一定的影响，但在测试的温度和盐度范围内AOB的活性始终高于NOB的活性．荧光原位杂交(FISH)技术分析硝化种群结构表明AOB是系统优势生长的主要硝化茵群．嗜盐系统内短程硝化可能和接种的天然环境内的河底泥内NOB数量少而且代谢亚硝酸速率缓慢有关．关键词：嗜盐硝化菌；含盐废水；亚硝酸氮积累；硝化种群传统的生物硝化过程包含两个步骤，第一步是由氨氧化菌(AOB)将NH4+．N氧化为N02一N的亚硝化过程；第二步是由亚硝酸盐氧化菌(NOB)将NO；一N氧化为NO；一N的过程．生物反硝化过程是反硝化菌将NO；一N还原生成NO；-N进而生成N，．由于NO；-N是脱氮的中间产物，很多研究发展短程硝化来实现脱氮u引．根据化学计量学，与全程脱氮相比短程脱氮在节省曝气量、缩短反硝化时间、减少污泥产量等几个方面具有优势．随着厌氧氨氧化技术的发展，在获得稳健的NO；一N积累¨1前提下，将短程硝化和厌氧氨氧化耦合可以进一步降低硝化成本减少反硝化对碳源的需求MJ．实现短程硝化的原理是调控工艺条件为AOB的生长提供竞争优势，从而导致NO；一N的积累悼]．目前，已经确定实现短程硝化的调控参数包括温度∞‘7J、游离氨(FA)IS]、反应时间一j、溶解氧(DO)n伽等．此外，随着海水代用实践¨u的日益增多以及一些高含盐工业废水的产出，废水中日益升高的盐度也成为亚硝酸盐积累的重要因素．已经有研究者采用SBR∞J、MUCT【l引、SBBR【l3J以及气提反应器u4o处理含盐废水时发现了NO；．N积累现象，并建立了利用盐度抑制实收稿日期：2011-04-20；修订日期：2011．12-06基金项目：国家自然科学基金(50908002，51178004)；北京市自然科学基金(SL02006)；北京市教育委员会面上项目(KM201210005007)；：111京工业大学日新人才资助项目作者简介：崔有为(1977一)，男，副教授．E—mail：cyw@bjut．edu．Cll万方数据No．4崔有为等：嗜盐污泥处理高盐生活污水的短程硝化及其诱因辨析553现短程硝化的方法bJ．高盐废水生物处理一直是研究的难点和热点．由于淡水微生物耐盐能力的有限性¨5|，利用嗜盐微生物处理高盐废水成为最好的选择．嗜盐微生物是生长在含盐环境内的一类微生物，在自然栖息地内经历了长期高盐压力的演化形成了适应环境胁迫的特殊细胞结构、生理机能、遗传基因和适应机制¨6I．目前，嗜盐微生物硝化高盐废水的研究才刚刚开始．在处理含盐量为329／L制革废水试验中，添加嗜盐微生物的活性污泥可以实现96％的总氮去除Ⅲ1．有研究者利用海水和海底泥作为接种物，采用固定床工艺成功地实现了高效的海水硝化¨8|．这两个研究证明嗜盐微生物对强化高盐废水硝化过程的重要作用．包括制革u7J、渔业n9|、海产品加工[加1等很多高盐产出行业产生的大量高盐废水中普遍含有高浓度的氨氮，有效的高盐废水硝化将进一步降低处理能耗，对于改善现在频发的富营养化现象具有重要意义【21。．本研究在开展嗜盐微生物处理高盐废水时出现了大量亚硝酸积累的现象．开展嗜盐污泥短程硝化的研究将在理论层面深化现有淡水短程硝化理论，同时对于实现高盐废水的短程脱氮具有重要的应用价值．基于以上分析，本研究采集野生型嗜盐微生物发展嗜盐活性污泥对高盐生活污水进行硝化处理．在取得短程硝化的基础上，利用淡水体系经典的短程硝化理论深入分析影响嗜盐系统短程硝化的因素．研究将为实现高盐废水嗜盐污泥脱氮以及发展嗜盐污泥短程硝化理论奠定基础．1材料与方法1．1SBR的操作及其嗜盐污泥试验采用的SBR试验系统总体积为10L，有效容积为8L．采用瞬时进水方