包埋固定化复合菌低温下处理养猪废水研究

第29卷第3期2011年9月广西师范大学学报：自然科学版JournalofGuangxiNormalUniversity：NaturalScienceEditionVo1．29No．3Sept．201l包埋固定化复合菌低温下处理养猪废水研究钟成华，张文东，刘鹏。，陈建。(1．重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆400067}2．重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆4000453．重庆市环境科学研究院，重庆4Ol147)摘要：选用聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)和河沙作为包埋固定化载体材料，制备成固定化复合菌小球(MB)，用于处理养猪废水，并以水体中氨氮和COD去除率为指标考察了影响养猪废水净化的各种因素。研究结果表明，在外界气温1～8。C、固定化小球投加量2O、曝气量6～7mg／I—pH7．O～8．4和间歇曝气时间比1：1时，养猪废水经过10d的处理，COD和氨氮去除率分别可达87．8和64．8oA。关键词：固定化；复合菌；低温；养猪废水中图分类号：X713文献标识码：A文章编号：1001—6600(2011)03—0052—05当今，养殖业产生的废水由于COD和氨氮浓度高E1-7]已成为主要的水体污染源之一。特别是养猪废水在经过厌氧处理以后，存在低C／N的情况，用传统的活性污泥法处理很难达到理想的效果。固定化微生物技术具有占地少、能耗低、操作简便等优点，处理养猪废水潜力巨大，并且经过固定化微生物处理后的废水可以直接用于农业生产E。引。．固定化微生物技术[16-21]是指采用化学或物理的方法将微生物或游离细胞固定在限定的空间区域内，使其保持高度密集并保持其生物活性功能。固定化微生物技术在废水处理中有着明显的优越性，主要表现在：处理效率高、稳定性强、耐毒能力强、能纯化和保持高效菌种、微生物浓度高、产泥量少、固液分离效果好等。该技术可以将筛选出的优势菌种和微生物加以固定，从而建立起高效的废水处理系统。本研究利用固定化复合微生物的优点探讨在低温条件下处理养猪废水的效果。1试验部分1．1材料与仪器固定化材料：聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、氯化钙、硼酸均为化学纯；河沙(100目)。复合菌：从养猪废水中富集、分离得到光合细菌和硝化细菌，扩大培养光合细菌(OD。。在1左右_2。。)和硝化细菌(OD。在0．8左右)，按照光合细菌：硝化细菌一1：2的比例在4500r／min的条件下离心15min得到复合菌体。试验水质：采用某规模化养猪场排出的养猪废水(该废水已经厌氧发酵处理)，其水质分别为：COD553～914mg／L，NH3一N722～1004mg／L，pH7．02～8．35。DR2800分光光度计(美国哈希公司)；DRB200型数字式反应器(美国哈希公司)；HQ30d测定仪(美国哈希公司)；OLYMPUS—BX51显微镜(北京中显恒业仪器仪表有限公司)；TA—ZR台式冷冻离心机(北京四环科学仪器厂有限公司)；Hitachis一3400N扫描电镜(深圳市绿山科技有限公司)。1．2试验方法1．2．1固定化小球的制备方法将质量分数分别为9和0．7的PVA和SA溶于蒸馏水中，加热使之溶解，放入43。C的水浴中静收稿日期：2011-05—09基金项目：国家水专项基金资助(2009ZX07104—006)；重庆市科技攻关计划项目(csTc，2009，AD7204)通讯联系人：钟成华(196O)，男，重庆人，重庆工商大学教授，博士。E—mail：zhong．chenghua@163．com第3期钟成华等：包埋固定化复合菌低温下处理养猪废水研究置3h制备得到凝胶液，然后向凝胶液中添加质量分数2的河沙和2O的复合菌。充分混匀后，用20mL的注射器滴加凝胶液至含1．5CaC1。、pH6．7的饱和硼酸溶液中(用NaCO。调pH至6．7)，在4。C的冰箱中静置24h，所得小球即为包埋固定化复合菌小球。使用之前用生理盐水清洗几次，再放入增殖培养基中曝气培养48h，活化小球中的微生物。1．2．2分析方法采用快速消解分光光度法测定COD含量；采用纳氏试剂分光光度法测定氨氮含量。2结果与讨论2．1固定化小球的性能测定2．1．1固定化小球的传质性能测定取1O个固定化小球放入盛有3OmL蒸馏水的烧杯中，向其中滴加5滴碳素墨水，观察在不同时间段墨水渗入到小球的现象，以此来定性判断小球的传质性能。研究表明，碳索墨水在3．5h内可以传至固定化小球的中心，只是中心位置处墨水颜色较浅，说明小球的传质性能可满足本试验的要求。2．1．2固定化小球的机械强度测定将洗好并活化的固定化小球放入曝气量为6～7mg／L的养猪废水中增殖培养，用手指挤压和摔打小球的方法来测定其机械强度。分别测定固定化小球在废水中曝气培养3、6、9、12、15d后的完好程度。结果表明，固定化小球经过15d曝气