叙述含氮废水MABR处理工艺
由于大量工业废水的排放、农业的长期过度使用化肥,导致环境水体中氨氮污染严重。而氮是引起富营养化的主要物质。
膜曝气生物反应器(membrane aerated bioreactor, MABR)工艺具有曝气量少、硝化与反硝化一体化、污泥发生量小以及运行管理方便等特点,是传统工艺处理高需氧量废水的一个引人注目的替代工艺,因此受到了世界各国水处理工作者的关注。由于在MABR 生物膜中存在明显的分层现象,从而可以同时实现硝化反应、反硝化反应和异养氧化反应 。
20 世纪80 年代,研究人员发现了好氧反硝化菌,如副球菌pantotropha sp. ,粪产碱杆菌属、假单胞菌等。之后越来越多的研究人员研究并筛选了好氧反硝化菌株 ,在有氧条件下好氧反硝化菌株可以去除氮。
本实验筛选高效脱氮菌,并将其应用于膜曝气生物反应器中进行强化研究,从而增强对废水处理的效果,并利用此类反应器处理含氮废水,从而使反应器具有高效、低耗的优点。
1实验材料与方法
1. 1 好氧反硝化菌筛菌
1. 1. 1 菌种来源
菌种来源取自西安市第四污水处理厂A2 / O 中曝气池中活性污泥。
1. 1. 2 培养基
培养基选取参考文献。
1)富集培养基。富集培养基由牛肉膏1. 0 g·L - 1 ,蛋白胨5. 0 g·L - 1 和硝酸钾1. 0 g·L - 1 组成。
2)选择性培养基。选择培养基由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 , 丁二酸二钠4. 7 g·L - 1 ,KNO3 2. 0 g·L - 1 ,NaNO2 1. 0 g·L - 1 组成,pH 值在7 ~ 7. 5 之间。
3)平板分离培养基。平板分离培养基由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 , 丁二酸二钠4. 7 g·L - 1 ,KNO3 2. 0 g·L - 1 ,NaNO2 1. 0 g·L - 1 ,琼脂18 g·L - 1 组成。
1. 1. 3 驯化及平板分离
将选取的活性污泥样品接种至富集培养基,然后在25 ℃ 和160 r·min - 1 的摇瓶中培养5 d,曝气培养。之后将样品接种至平板分离培养基,在25 ℃ 和160 r·min - 1 ,曝气培养5 d。经过平板划线分离纯化后得到菌株。
1. 1. 4 复筛
获得的菌株使用模拟污水(表1)进行复筛,在模拟污水的摇瓶中培养间歇曝气,25 ℃ ,160 r·min - 1下培养5 d,进行复筛。选择TN 去除率高于90% 以上的菌株。
重复上述步骤,得到纯化后菌株。
1. 1. 5 菌种鉴定
采用提取菌株的DNA 并进行聚合酶链反应(PCR) ,扩增后的PCR 样品由上海生工进行基因测序。具体方法为:
1)DNA 提取方法。于200 μL 的离心管中(预先加入30 μL 无菌双蒸水)放入用接种环从培养基中挑出的数个单菌落,在94 ℃ 左右温度下水浴加热2 ~ 3 min 破壁,之后以该液体作为DNA 模板,进行PCR扩增。
2)PCR 扩增引物及程序。上游引物P1:27F(5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’),下游引物P2:1492R(5’-TACGGCTACCTTGTTACGACTT-3’)。
PCR 扩增程序如下:94 ℃ 预变性4 min,30 个循环(94 ℃ 变性45 s,60 ℃ 退火30 s,72 ℃ 延伸90 s),最终72 ℃ 延伸12 min。
反应体系为:无菌双蒸水40 μL,10 × PCR 反应缓冲液5 μL,4 × dNTP 溶液1 μL,10 mmol·L - 1 引物各1 μL,Taq 酶1 个单位,DNA 模板2 μL。
PCR 结果经上海生工生物工程公司测序,结果于美国NCBI 基因库进行比对。
1. 1. 6 细菌形态
利用扫描电镜观察细菌形态。电镜采用Philips XL-30。
1. 2 实验装置
1. 2. 1 反应器构建
本研究采用平行装置运行法,即以同样运行条件下的2 个相同的膜曝气生物反应器进行水处理,其中一个实验装置加入筛选菌株运行(增强型反应器),而另一个实验装置不加筛选菌株(平行反应器),作为平行实验装置。
反应器装置为圆柱形,膜组件置于反应器中央,呈倒伞型。反应器容积为5 L。膜组件为聚丙烯疏水性膜,有效面积为0. 2 m2 ,平均外径为0. 5 mm,壁厚50 um,截留分子量为10 万道尔顿。供气压力为7. 0 kPa。进水由蠕动泵从废水池中抽出后,注入反应器中,反应器中的混合液经曝气膜上生物膜处理后自流出水。欢迎了解更多关于与的相关信息，欢迎前来了解咨询。