敘述含氮廢水MABR處理工藝

由于大量工業廢水的排放、農業的長期過度使用化肥,導致環境水體中氨氮污染嚴重。而氮是引起富營養化的主要物質。

膜曝氣生物反應器(membrane aerated bioreactor, MABR)工藝具有曝氣量少、硝化與反硝化一體化、污泥發生量小以及運行管理方便等特點,是傳統工藝處理高需氧量廢水的一個引人注目的替代工藝,因此受到了世界各國水處理工作者的關注。由于在MABR 生物膜中存在明顯的分層現象,從而可以同時實現硝化反應、反硝化反應和異養氧化反應 。

20 世紀80 年代,研究人員發現了好氧反硝化菌,如副球菌pantotropha sp. ,糞產堿桿菌屬、假單胞菌等。之后越來越多的研究人員研究并篩選了好氧反硝化菌株 ,在有氧條件下好氧反硝化菌株可以去除氮。

本實驗篩選高效脫氮菌,并將其應用于膜曝氣生物反應器中進行強化研究,從而增強對廢水處理的效果,并利用此類反應器處理含氮廢水,從而使反應器具有高效、低耗的優點。

1實驗材料與方法

1. 1 好氧反硝化菌篩菌

1. 1. 1 菌種來源

菌種來源取自西安市第四污水處理廠A2 / O 中曝氣池中活性污泥。

1. 1. 2 培養基

培養基選取參考文獻。

1)富集培養基。富集培養基由牛肉膏1. 0 g·L - 1 ,蛋白胨5. 0 g·L - 1 和硝酸鉀1. 0 g·L - 1 組成。

2)選擇性培養基。選擇培養基由Na2 HPO4 ·7H2 O 7. 9 g·L - 1 ,KH2 PO4 1. 5 g·L - 1 ,NH4 Cl 0. 3 g·L - 1 ,MgSO4 ·7H2 O 0. 1 g·L - 1 , 丁二酸二鈉4. 7 g·L - 1 ,KNO3 2. 0 g·L - 1 ,NaNO2 1. 0 g·L - 1 組成,pH 值在7 ~ 7. 5 之間。

3)平板分離培養基。平板分離培養基由Na2 HPO4 ·7H2 O 7. 9 g·L - 1 ,KH2 PO4 1. 5 g·L - 1 ,NH4 Cl0. 3 g·L - 1 ,MgSO4 ·7H2 O 0. 1 g·L - 1 , 丁二酸二鈉4. 7 g·L - 1 ,KNO3 2. 0 g·L - 1 ,NaNO2 1. 0 g·L - 1 ,瓊脂18 g·L - 1 組成。

1. 1. 3 馴化及平板分離

將選取的活性污泥樣品接種至富集培養基,然后在25 ℃ 和160 r·min - 1 的搖瓶中培養5 d,曝氣培養。之后將樣品接種至平板分離培養基,在25 ℃ 和160 r·min - 1 ,曝氣培養5 d。經過平板劃線分離純化后得到菌株。

1. 1. 4 復篩

獲得的菌株使用模擬污水(表1)進行復篩,在模擬污水的搖瓶中培養間歇曝氣,25 ℃ ,160 r·min - 1下培養5 d,進行復篩。選擇TN 去除率高于90% 以上的菌株。

重復上述步驟,得到純化后菌株。

1. 1. 5 菌種鑒定

采用提取菌株的DNA 并進行聚合酶鏈反應(PCR) ,擴增后的PCR 樣品由上海生工進行基因測序。具體方法為:

1)DNA 提取方法。于200 μL 的離心管中(預先加入30 μL 無菌雙蒸水)放入用接種環從培養基中挑出的數個單菌落,在94 ℃ 左右溫度下水浴加熱2 ~ 3 min 破壁,之后以該液體作為DNA 模板,進行PCR擴增。

2)PCR 擴增引物及程序。上游引物P1:27F(5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’),下游引物P2:1492R(5’-TACGGCTACCTTGTTACGACTT-3’)。

PCR 擴增程序如下:94 ℃ 預變性4 min,30 個循環(94 ℃ 變性45 s,60 ℃ 退火30 s,72 ℃ 延伸90 s),最終72 ℃ 延伸12 min。

反應體系為:無菌雙蒸水40 μL,10 × PCR 反應緩沖液5 μL,4 × dNTP 溶液1 μL,10 mmol·L - 1 引物各1 μL,Taq 酶1 個單位,DNA 模板2 μL。

PCR 結果經上海生工生物工程公司測序,結果于美國NCBI 基因庫進行比對。

1. 1. 6 細菌形態

利用掃描電鏡觀察細菌形態。電鏡采用Philips XL-30。

1. 2 實驗裝置

1. 2. 1 反應器構建

本研究采用平行裝置運行法,即以同樣運行條件下的2 個相同的膜曝氣生物反應器進行水處理,其中一個實驗裝置加入篩選菌株運行(增強型反應器),而另一個實驗裝置不加篩選菌株(平行反應器),作為平行實驗裝置。

反應器裝置為圓柱形,膜組件置于反應器中央,呈倒傘型。反應器容積為5 L。膜組件為聚丙烯疏水性膜,有效面積為0. 2 m2 ,平均外徑為0. 5 mm,壁厚50 um,截留分子量為10 萬道爾頓。供氣壓力為7. 0 kPa。進水由蠕動泵從廢水池中抽出后,注入反應器中,反應器中的混合液經曝氣膜上生物膜處理后自流出水。歡迎了解更多關于與的相關信息，歡迎前來了解咨詢。