銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案

　　氮源是水體富營養(yǎng)化的重要污染物質(zhì)，來源較為普遍，去除水體氮源污染的基本辦法是將之轉(zhuǎn)變成N2排入大氣，進(jìn)而真正地完成水體脫氮。

　　從機(jī)制上講，反硝化反響過程需求耗費(fèi)大量的碳，假如經(jīng)過NO3-途徑則需求COD/ρ(N-NH4)+≥2.86。除生活污水外，工業(yè)廢水如某些制藥廢水、食品工業(yè)廢水以及垃圾滲漏液等，都含有較高濃度的鹽分，且很多狀況下ρ(C)/ρ(N)值比擬低，如某食品廢水的營養(yǎng)比例失調(diào)嚴(yán)重，ρ(C)/ρ(N)也僅為2.5，增加了生化處置脫氮的難度。因而，為滿足反硝化反響的請求，采用傳統(tǒng)生物脫氮工藝處置低ρ(C)/ρ(N)污水時(shí)，需求另外參加碳源。

　　大多數(shù)工業(yè)污水處理脫氮工藝的研討都是采用向污水體系中投加甲醇、葡萄糖等有機(jī)物作為碳源。但是，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)不穩(wěn)定時(shí)，易形成投加碳源過量或缺乏，進(jìn)而影響脫氮效果和出水水質(zhì)，還會(huì)增加處置本錢。目前挑選出的好氧反硝化菌固然都具有良好的脫氮性能，但是多數(shù)菌種只能在高ρ(C)/ρ(N)下生長良好。

　　應(yīng)用非水溶性生物降解多聚物(BDPs)作為反硝化菌的載體，在微生物體內(nèi)酶的作用下實(shí)施降解，提供反硝化碳源，是異養(yǎng)反硝化的新工藝。BDPs資料在所給定的條件下通常不會(huì)向水中浸出有毒有害物質(zhì)，與物理化學(xué)法相比，BDPs工藝對硝酸鹽氮的去除有高度選擇性，且不會(huì)產(chǎn)生高濃度含鹽廢液。固態(tài)碳源因具有緩釋碳源的特性，能保證反硝化反響的持續(xù)實(shí)施，逐步遭到研討者的關(guān)注，而其在含鹽污水的微生物脫氮工藝中的應(yīng)用卻鮮見報(bào)道。

　　應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室篩分的反硝化菌株弧菌，以硝酸鹽氮為獨(dú)一氮源，研討以BDPs顆粒作為碳源和生物膜載體應(yīng)用在低ρ(C)/ρ(N)的含鹽工業(yè)廢水脫氮工藝中的可行性，調(diào)查碳源、溫度及停留時(shí)間等條件對反硝化性能的影響，為固態(tài)碳源反硝化工藝提供理論根據(jù)和技術(shù)支持。

　　1、實(shí)驗(yàn)資料與辦法

　　1.1 碳源資料

　　葡萄糖(化學(xué)純);商用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，乳白色顆粒;商用聚羥基脂肪酸酯(PHA)，白色顆粒。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)用水

　　實(shí)驗(yàn)采用模仿含鹽廢水：在廓清自然海水中參加適量硝酸鈉和磷酸二氫鉀，pH=7.5。

　　1.3 實(shí)驗(yàn)用菌

　　研討所用有氧反硝化菌從天津某海水養(yǎng)殖場底泥中篩得，經(jīng)過生理生化及16SrDNA審定，該菌為Vibriosp.弧菌，命名為MCW152(保藏編號為CCTCCNO.M2018030)。菌種培育采用250mL三角瓶，培育液體積為100mL，培育基為牛肉膏蛋白胨，培育溫度為(30±1)℃，轉(zhuǎn)速為120r/min，經(jīng)連續(xù)24h的搖動(dòng)培育后，將反硝化菌培育液以7000r/min的速度離心15min，棄去上層清液，沉淀物留用，視為1份，干質(zhì)量約為0.3g。

　　1.4 實(shí)驗(yàn)辦法

　　以序批實(shí)驗(yàn)為主，在1000mL的三角燒杯中參加一定量的BDPs顆粒和1000mL模仿含鹽廢水，然后參加1份有氧反硝化菌培育液沉淀物，用磁力攪拌器低速攪拌，維持污泥的懸浮狀態(tài)。定時(shí)檢測水體中TN(總氮)和TOC(總有機(jī)碳)濃度。反硝化效果穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)移至管式設(shè)備內(nèi)，廢水泵入，下進(jìn)上出，實(shí)施動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。

　　1.5剖析辦法

　　剖析項(xiàng)目及儀器詳見表1。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 不同碳源的脫氮效果

分別應(yīng)用可生物降解資料PBS和PHA為反硝化碳源，在微生物的作用下，調(diào)查不同碳源對硝態(tài)氮脫除效果的影響，TN濃度隨時(shí)間變化的狀況見圖1。因配制模仿含鹽廢水時(shí)濃度為大約范圍，且配水時(shí)未留意硝酸鈉的含氮量，初始廢水TN濃度不同。

　　從圖1中能夠看出，PHA和PBS兩種碳源的反硝化趨向類似，7d后TN去除率分別為95.1%和92.1%，出水中TN質(zhì)量濃度分別為4.3mg/L和7.0mg/L，反硝化速率分別為276.4mg/(g·d)和238.3mg/(g·d)，PHA顆粒處置效果更好，故選擇PHA實(shí)施后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

　　2.2 污水pH在脫氮過程中變化

　　通常而言，在反硝化過程中，脫除硝酸鹽時(shí)會(huì)產(chǎn)生堿度，對水體中的pH值產(chǎn)生影響。分別以PHA和葡萄糖作碳源實(shí)施比照實(shí)驗(yàn)，調(diào)查在反硝化過程中脫氮效果和水體pH值的變化，結(jié)果見圖2。

　　由圖2能夠看出，當(dāng)進(jìn)水pH值為7.75時(shí)，PHA作為碳源的反硝化過程中，水體pH隨著總氮的去除而略有降低，出水總氮質(zhì)量濃度為6.3mg/L，pH為7.42;在以葡萄糖為碳源的比照實(shí)驗(yàn)中，pH降低更為明顯，出水總氮質(zhì)量濃度為7.8mg/L時(shí)，pH為6.03。上述兩種狀況下總氮去除率根本相同，均高于83%，但在反硝化過程中水體pH值反而降落，與周海紅等的研討結(jié)果類似。究其緣由，可能是體系并未實(shí)施完整消毒，雖然反硝化過程生成堿度，但是反硝化菌以外的其他微生物可能在體系環(huán)境中經(jīng)過本身的生長代謝，耗費(fèi)堿度，使得水體中的pH值有所降低。因而，生物系統(tǒng)對污水水體中pH的調(diào)理機(jī)制及顆粒外表生物膜的生物相需求進(jìn)一步深化研討。

　　從圖2中還能夠看到，BDPs異養(yǎng)生物反硝化效果和傳統(tǒng)碳源具備可比性，可經(jīng)過改善傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)條件，改善可生物降解資料的材質(zhì)和外表特性，作為反硝化碳源是完整可行的。

　　2.3 溫度對脫氮效果的影響

　　溫度是影響反硝化細(xì)菌活性和生物量增殖速率的重要要素，多數(shù)反硝化細(xì)菌的最適生長溫度為20~35℃。去除含鹽廢水中的硝酸鹽氮，反硝化工藝之前會(huì)有系列常規(guī)水處置工藝，因而反硝化系統(tǒng)能夠放置在室內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，故本研討選擇調(diào)查以PHA為碳源，水體溫度為15℃和25℃時(shí)的脫氮效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

　　從圖3中可知，溫度對反硝化過程影響較大，溫度降低，PHA作為碳源和載體的反硝化速率降低明顯。實(shí)驗(yàn)條件下，在15℃和25℃時(shí)，反硝化的均勻速率分別為193.7mg(/g·d)、276.4mg(/g·d)，15℃時(shí)的反硝化速率較25℃時(shí)降低30%;TN去除率均在85%以上，TN質(zhì)量濃度均可降低至10mg/L以下，反硝化反響均可有效實(shí)施，這與其他研討得到的結(jié)論相分歧。研討結(jié)果闡明即便在冬季，以PHA為載體和碳源的反硝化系統(tǒng)在室內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其反硝化速率也能夠維持在一定的程度，經(jīng)過調(diào)整工藝參數(shù)，仍可得到良好的脫氮效果。

　　2.4 停留時(shí)間

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，進(jìn)水TN質(zhì)量濃度堅(jiān)持在40mg/L左右，調(diào)查停留時(shí)間對脫氮效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)停留時(shí)間越長，脫氮效果越好，停留時(shí)間由4h延長至8h，TN去除率由49.2%提升至93.1%，出水TN質(zhì)量濃度由20.3mg/L降至2.8mg/L。但水體中TOC濃度也會(huì)隨著停留時(shí)間的延長而略有升高，這與陳云峰等的研討結(jié)論分歧，實(shí)踐生產(chǎn)過程中需重點(diǎn)控制生物量和停留時(shí)間。

　　2.5 固體碳源PHA顆粒變化

　　將運(yùn)用后的固體顆粒經(jīng)沖洗、脫水、自然枯燥后，對固體碳源顆粒實(shí)施稱量，發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量較實(shí)驗(yàn)前均有減少，每實(shí)驗(yàn)周期減輕量均大于0.8g。分別取運(yùn)用前后的顆粒，經(jīng)全自動(dòng)離子濺射儀噴金后，置于掃描電鏡下察看，結(jié)果見圖4。

　　從圖4中能夠察看到，未運(yùn)用時(shí)，顆粒外表較為平滑，而經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)用后，1000倍掃描電鏡下能夠分明地看見顆粒外表粗糙不平，并呈現(xiàn)很多不規(guī)則裂隙，運(yùn)用前后PHA顆粒外表發(fā)作較大變化。運(yùn)用前后固體顆粒質(zhì)量和外表的變化從側(cè)面證明了固體BDPs顆?？勺鳛樘荚幢晃⑸飸?yīng)用，為反硝化過程提供營養(yǎng)，補(bǔ)充碳源。

　　3、結(jié)論

　　以可生物降解多聚物作為反硝化碳源可有效地將高分子資料與污水生化處置相分離。該項(xiàng)技術(shù)不需求額外加可溶性有機(jī)物碳源補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)，有望處理傳統(tǒng)外加碳源投加量難以有效控制的缺陷，更合適處置低碳氮質(zhì)量比的污水處置。

　　(1)當(dāng)進(jìn)水TN質(zhì)量濃度為65mg/L左右時(shí)，可生物降解多聚物資料作為反硝化碳源均可經(jīng)過生化處置將TN質(zhì)量濃度降至10mg/L以下，實(shí)驗(yàn)過程中pH略有降低，停留時(shí)間對脫氮效果影響較大。

　　(2)溫度降落，以BDPs資料為固體碳源的反硝化過程脫氮速率降低比擬明顯，15℃時(shí)的反硝化速率較25℃時(shí)降低30%，TN去除率均在85%以上;低溫條件下，反硝化過程的反響速率仍能夠維持在一定的程度。

　　(3)運(yùn)用前后可生物降解多聚物資料顆粒質(zhì)量和外表均發(fā)作較大變化，證明了其作為碳源被生物應(yīng)用的可行性。