无排泥运行下膜生物反应器的硝化代谢产物及细菌活性

第25卷第6期2004年11月环境科学ENVIRoNMENTALSCIENCEVo1．25．NO．6NOV．，2004无排泥运行下膜生物反应器的硝化代谢产物及细菌活性李红岩，高孟春，杨清香，杨敏(中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，北京100085)摘要：采用膜生物反应器处理人工配制的无机NH—N废水，在NH—N浓度为500mg／L、无排泥条件下运行200d(HRT从30h逐步降至7h)，系统内污泥浓度从最初的4500mg／L上升至10500mg／L．但是，单位污泥中以INTF吸光值表达的活性硝化菌数并未增加，从最初的23×10降至1×10～；总N一N转化速率也从2．1kg／(L·d)降至1．5kg／(L·d)．同时，反应器中胞外分泌产物(ECP)(糖和蛋白之和反应)从300mg／L升至600mg／L．利用上清液以及ECP提取液进行的批量试验结果表明，ECP过多抑制了硝化细菌活性．关键词：胞外分泌物；膜生物反应器；硝化过程；活性硝化菌；蛋白质；多糖中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：0250—3301(2004)06—0089—03ActivityofNitrifiersandMetabolizedProductsinaMembraneBioreactorMBRUndertheConditionofNon—SludgeDischargeLIHong—yan，GAOMeng—chun，YANGQing—xiang，YANGMin(StateKeyLaboratoryofEnvironmentalAquaticChemistry，ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences，ChineseAcademyofSciences，Beijing100085，China)Abstract：Amembranebioreactorfedwithsyntheticammoniumbearinginorganicwastewaterwasoperatedunderthefollowingcondi—tions：HRT，from30hto7h；influentN一N，500mg／L；non—dischargeofsludge．Formationofextra—cellularpolymers(ECP)andtheirinfluenceontheactivityofnitrifiersinthemembranebioreaetorwasinvestigated．Overthewholeexperimentalperiodof200d，theactivityofnitrifiersintermsofoverallammonium—oxidizingratedecreasedfrom2．1kg／(L‘d)to1．5kg／(L。d)，andthenitrifiernumberusingINTFabsorbencymeasurementdecreasedfrom0．023×10～to0．01×10～．althoughtheMLSSincreasedfrom4500mg／Lto10500mg／L．TheECPcontentincreasedfromtheinitial300mg／Lto600mg／L．BatchtestsusingtheextractedECPalsoindicatedthattheactivityofnitrifierscouldbeinhibitedbytheexistenceofECP．Keywords：extra—cellularpolymers(ECP)；MBR；nitrification；activatednitrifiernumber；protein；polysaccharide细胞外分泌产物(ECP)主要包括蛋白质、多糖、脂类及核酸等，其中蛋白质和多糖占70％～80％‘2J．研究已证明污泥ECP有3个来源．其一来自微生物代谢过程的分泌产物，主要为六碳物；另外来源于细胞裂解(五碳物)及反应器进水中物质‘3J．近年来，ECP对微生物活性及一系列特性方面的影响引起了国内外研究者的高度关注‘5J．作为污泥絮体的关键成分，它与污泥絮体的多项物理化学性能(沉降性、脱水性、污泥粘度及比表面积等)相关．除此之外，ECP亦参与化学物质的运输过程，对基质及氧的扩散产生阻力，与废水的污染物去除紧密相关．膜生物反应器是一种污水处理和膜分离相结合的水处理工艺．ECP不仅对膜的过滤作用至关重要，而且影响着污泥的活性‘6J．但是，过去的研究主要集中在有机废水的处理体系，对于处理纯无机体系时ECP的产生情况及其对微生物的影响，缺乏深入系统地研究．本课题组曾研究了膜生物反应器在高氨氮硝化过程中的