固定化微生物同步脱氮研究

固定化微生物同步脱氮研究
作者：陈霞金杰
来源：《城市建设理论研究》2012年第29期

摘要：在保留SBR的优点的基础上，利用适当载体将硝化-反硝化菌固定在一起，以保证反应器的菌体浓度，形成了固定化微生物反应器，实现了同步硝化-反硝化。实验结果表明：由于载体的加入，微生物呈固着态，利于世代周期长的硝化菌在载体上增殖，且使系统的微生物总量比SBR多，出水水质好，抗冲击能力强，脱氮效果好。与SBR相比，具有良好的应用前景。

关键词：同步硝化反硝化；固定化微生物反应器，微生物，脱氮

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

普通序批式反应器（sequencing batch reactor 简称SBR）[1]实现了在同一个反应器中，同时发生硝化和反硝化现象，使氮的污染得以转化为无害的氮气而被去除，其具有以下特点：

工艺流程简单，无需污泥回流，操作管理方便，节约部分外源性碳源，占地面积小。但由于硝化和反硝化菌不同的生理特性，使硝化和反硝化难以在时间和空间上统一，脱氮效果差。

本试验的目的是在保留SBR的优点的基础上，利用适当载体将硝化-反硝化菌固定在一起，以保证反应器的菌体浓度，从而形成同步硝化-反硝化[2]。由于载体的加入，微生物呈固着态，利于世代周期长的硝化菌在载体上增殖，且使系统的微生物总量比SBR多，出水水质好，抗冲击能力强，脱氮效果好。

1试验

1.1试验废水水质

采用模拟氨氮废水作为试验用水。模拟废水的成份为： KH2PO4 、K2HPO4 、NaHCO3 、K2CO3、（NH4）2SO4、牛奶及适量微量元素。人工模拟废水水质见表1。

表1人工模拟废水水质

1.2试验菌种的来源

活性污泥取自聊城市污水处理厂。

1.3 固定化填料种类

（1）填料A：

填料A为吸附型微生物固定化填料，采用聚氨酯发泡软性塑料。

（2）填料B：

填料B为一种包埋固定化微生物，本试验选用聚乙烯醇（PVA）和海藻酸钠（SA）作为包埋剂。将高效菌、活性污泥在3000 r/min下离心15min，用生理水洗涤并离心2次，将所得的浓缩菌体按一定的比例与3%的海藻酸钠溶液混合均匀，用注射器滴入4%的CaCl2溶液中，经搅拌、钙化一段时间后，形成直径为3mm的小球。将此小球先用0.06mol/L 己二胺处理1h，再以0.3mol/L 戊二醛交联 10 min，以增加载体的机械强度[4]，最后将固定化细胞在生理盐水中活化，待其活性稳定后进行试验。

1.4试验装置

试验装置如图所示。反应器由透明有机玻璃制作，装置呈圆柱形，内径10cm，高60cm，有效容积3.0 L。试验温度控制在20-25 ℃，反应器底部采用曝气器曝气。

图1试验装置图

1—自动控制装置2—进水箱3—曝气装置4—电磁阀5—曝气器6—搅拌器7—出水管8—排泥管9—填料

1.5 反应器的分类及启动

1.5.1反应器分类

反应器分类见下表

表2反应器分类

1.5.2N1、N2、N3反应器的启动

1）N1、N3反应器的启动：将菌种和制备的固定化细胞以30 %装填密度分别投加到N1

、N3反应器内，通水运行，逐渐增加进水COD和氨氮浓度，使菌种逐渐适应进水水质，直至COD和氨氮的去除率稳步提高，并且不再随着外界条件变化而大幅度波动，说明反应器启动成功。

2）N2反应器的启动：将菌种引入N2反应器内，连续七天闷曝，可观察到填料的表面附着生长了一层黄褐的生物膜，即挂膜成功[5-6]。挂膜成功后装填密度为30%。然后通水运行，逐渐增加进水的COD和氨氮浓度，使菌种逐渐适应进水水质，直至COD和氨氮的去除率稳步提高，并不再随着外界条件的变化而大幅度波动，说明反应器启动成功。

1.5.3生物脱氮过程

图2生物脱氮过程及原理图

2实验结果与分析