生物海綿鐵體系好氧反硝化菌分離富集及其脫氮性能研究.pdf

1、氮污染是一類重要的污染物，它對人體健康及環(huán)境均有非常大的危害，主要存在形式有有機氮和無機氮兩種。生物法脫氮是目前污水脫氮最常用且最經(jīng)濟的方法，然而由于參與各脫氮步驟中的各種菌群對營養(yǎng)物質(zhì)和溶解氧的要求不同，這就產(chǎn)生了生物脫氮法工藝復(fù)雜的缺點，這很大程度上限制了它在實際工程中的應(yīng)用。本實驗組在前期的研究過程中發(fā)現(xiàn)生物海綿鐵體系較普通活性污泥體系具有更加良好的脫氮效果，同時發(fā)現(xiàn)在此生物海綿鐵體系中存在大量的鐵細(xì)菌和好氧反硝化細(xì)菌。
　

2、　本文以本實驗組前期的研究和發(fā)現(xiàn)為切入點，首先考察了海綿鐵及NO3--N對SBR反應(yīng)器處理效果的影響，并就其對微生物（鐵細(xì)菌和好氧反硝化菌）數(shù)量的影響進(jìn)行研究。之后對各反應(yīng)器中具有鐵氧化功能的好氧反硝化菌進(jìn)行分離、篩選，并對其中的一株具有高效脫氮能力的好氧反硝化菌2-5進(jìn)行生理生化和16SrDNA鑒定?？疾炝颂荚础/N、海綿鐵投加量、初始pH值及溫度等因素對好氧反硝化菌株2-5生長特性和脫氮性能的影響。最后本文進(jìn)行了2-5菌株強化普通

3、SBR反應(yīng)器的研究。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)同時投加海綿鐵和NO3--N的SBR反應(yīng)器（生物海綿鐵體系）脫氮效果明顯優(yōu)于普通活性污泥系統(tǒng)。前者TN去除量為33.54 mg/L約為后者TN去除量的2倍。通過對各反應(yīng)器中鐵細(xì)菌和好氧反硝化菌的測定證實了海綿鐵和NO3--N會促進(jìn)體系中鐵細(xì)菌及好氧反硝化菌生長的猜測，正是由于此類微生物的大量存在促進(jìn)了SBR反應(yīng)器對TN的降解效果的提高。
　　(2)實驗篩選出19株好氧

4、反硝化菌，經(jīng)過反硝化性能的測定，其中菌株2-5脫氮效果相對最好，在培養(yǎng)48 h時能將體系中NO3--N從126.79mg/L降至37.12 mg/L,去除率為70.72％，整個過程中NH4+-N始終保持在較低水平。菌株2-5的生理生化實驗和16S rDNA分析結(jié)果顯示，2-5屬于反硝化無色桿菌，同源性達(dá)到99％。
　　(3)考察碳源對菌株的生長特性及脫氮性能時，發(fā)現(xiàn)菌株2-5以甲醇為碳源時較其他碳源取得較大的生長量及生長速率，同時

5、碳源結(jié)構(gòu)越簡單，菌株的生長速率越快。同時以甲醇為反硝化電子供體時NO3--N的降解速率和去除率均為最大，但其TN的去除率并非最大，而以酒石酸鉀鈉為碳源時TN去除率最大，達(dá)到70％。同時，可以發(fā)現(xiàn)NO3--N去除率與TN去除率的一致性上產(chǎn)生一定差別，而產(chǎn)生這種差別的主要原因是NO2--N的積累量不同。
　　(4)考察了C/N、海綿鐵加量、初始pH值、溫度等生態(tài)因子對2-5脫氮效果的影響，結(jié)果顯示最佳C/N為17，海綿鐵投加量為1g/

6、L。在初始pH值為7時TN的降解率最高，為93％。溫度為20℃時，菌株的脫氮效果較差，硝氮仍有大量殘余。當(dāng)溫度為30℃-35℃時，菌株2-5 TN去除率可達(dá)到90％以上。
　　(5)將好氧反硝化菌株2-5應(yīng)用于SBR反應(yīng)器的強化實驗中。不同NO3--N進(jìn)水負(fù)荷下，各反應(yīng)器脫氮效果發(fā)生規(guī)律性的變化，這種變化可以通過調(diào)整反應(yīng)器的C/N使之發(fā)生改善。但相比之下在整個運行過程中同時投加60％好氧反硝化菌2-5菌液和90g/L海綿鐵的4＃活