可生物降解聚合物在含鹽廢水脫氮中的應(yīng)用

氮源是水體富營養(yǎng)化的重要污染物質(zhì)，來源較為廣泛，去除水體氮源污染的根本方法是將之轉(zhuǎn)變成N2排入大氣，進而真正地實現(xiàn)水體脫氮。

　　從機制上講，反硝化反應(yīng)過程需要消耗大量的碳，如果經(jīng)過NO3-途徑則需要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，且很多情況下ρ(C)/ρ(N)值比較低，如某食品廢水的營養(yǎng)比例失調(diào)嚴重，ρ(C)/ρ(N)也僅為2.5，增加了生化處理脫氮的難度。因此，為滿足反硝化反應(yīng)的要求，采用傳統(tǒng)生物脫氮工藝處理低ρ(C)/ρ(N)污水時，需要另外加入碳源。

　　大多數(shù)污水脫氮工藝的研究都是采用向污水體系中投加甲醇、葡萄糖等有機物作為碳源。但是，當(dāng)進水水質(zhì)不穩(wěn)定時，易造成投加碳源過量或不足，進而影響脫氮效果和出水水質(zhì)，還會增加處理成本。目前篩選出的好氧反硝化菌雖然都具有良好的脫氮性能，然而多數(shù)菌種只能在高ρ(C)/ρ(N)下生長良好。

　　利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)酶的作用下進行降解，提供反硝化碳源，是異養(yǎng)反硝化的新工藝。BDPs材料在所給定的條件下一般不會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，且不會產(chǎn)生高濃度含鹽廢液。固態(tài)碳源因具有緩釋碳源的特點，能保證反硝化反應(yīng)的持續(xù)進行，逐漸受到研究者的關(guān)注，而其在含鹽污水的微生物脫氮工藝中的應(yīng)用卻鮮見報道。

　　利用實驗室篩分的反硝化菌株弧菌，以硝酸鹽氮為*一氮源，研究以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，考察碳源、溫度及停留時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依據(jù)和技術(shù)支持。

　　1、實驗材料與方法

　　1.1 碳源材料

　　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 實驗用水

　　實驗采用模擬含鹽廢水：在澄清天然海水中加入適量硝酸鈉和磷酸**鉀，pH=7.5。

　　1.3 實驗用菌

　　研究所用有氧反硝化菌從天津某海水養(yǎng)殖場底泥中篩得，通過生理生化及16SrDNA鑒定，該菌為Vibriosp.弧菌，命名為MCW152(保藏編號為CCTCCNO.M2018030)。菌種培養(yǎng)采用250mL三角瓶，培養(yǎng)液體積為100mL，培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨，培養(yǎng)溫度為(30±1)℃，轉(zhuǎn)速為120r/min，經(jīng)連續(xù)24h的搖動培養(yǎng)后，將反硝化菌培養(yǎng)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 實驗方法

　　以序批實驗為主，在1000mL的三角燒杯中加入一定量的BDPs顆粒和1000mL模擬含鹽廢水，然后加入1份有氧反硝化菌培養(yǎng)液沉淀物，用磁力攪拌器低速攪拌，維持污泥的懸浮狀態(tài)。定時檢測水體中TN(總氮)和TOC(總有機碳)濃度。反硝化效果穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)移至管式裝置內(nèi)，廢水泵入，下進上出，進行動態(tài)實驗。