厭氧氨氧化細菌的培養(yǎng)及影響因素

劉紹霆　錢興　何旭紅　吳偉華

摘要：文章介紹了通過培養(yǎng)和馴化厭氧污泥、好氧污泥等，使厭氧微生物具有降解氨氮的能力，并通過試驗，考察不同條件下厭氧氨氧化細菌降解氨氮的能力。

關(guān)鍵詞：厭氧氨；氧化細菌；厭氧氨氧化；馴化污泥

中圖分類號：Q935 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0080-02

隨著氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)的A-O工藝需要大量能耗以及需要大量酸堿和外加碳源等，不符合可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，目前出現(xiàn)了一些新型的生物脫氮途徑，如好氧反硝化、異養(yǎng)硝化、同時硝化反硝化、厭氧氨氧化等。其中厭氧氨氧化由于消耗能源較少，且不需要外加酸堿以及碳源而成為一種最有前途的脫氮途徑。

1 培養(yǎng)和馴化污泥

在UASB罐中加入好氧污泥、酸化泥、硝化菌、反硝化菌，加入量約占總體積的1/3左右。將硫酸氨和亞硝酸鈉按1∶1（質(zhì)量比）用自來水配好，濃度約為50mg/L，用甲醇配COD50mg/L，將它們加入到UASB罐中，直至加滿為止。一開始停留5d左右，以后每天連續(xù)進少量的相同濃度的配水，同時排出少量的水，并且每天用增壓泵攪拌三次，每次兩分鐘左右。直到氨氮降解的情況開始出現(xiàn)。

2 不同碳氮比對降解的影響

配制不同碳氮比的廢水，用恒流泵連續(xù)加入到UASB罐中，控制停留時間為2d，氨氮和亞硝氮控制在1∶1左右，進水pH控制在7.2左右，其他因素控制不變。實驗結(jié)果見

表1。

從表1可以看出：

（1）當(dāng)COD非常充足時，降解速率比較低，原因可能是由于反硝化作用比較強，導(dǎo)致亞硝氮不足和pH較高，從而影響了降解速率。

（2）當(dāng)COD較低時，降解速率一般較低，其原因可能是該降解過程應(yīng)該也是一種反硝化作用，其需要比較充足的COD，所以當(dāng)COD較低時，其降解速率就受到了一定的影響。

（3）當(dāng)進水碳氮比在2左右時，降解速率最快。

（4）由上面可以看出厭氧氨氧化菌與硝化菌可能存在某種內(nèi)在的聯(lián)系。常見的反硝化菌也可能在厭氧氨氧化過程中起了一定的作用。

3 不同停留時間對降解的影響

控制進水濃度不變，將氨氮和亞硝氮按1∶1（濃度比）加入，給予比較充足的COD，調(diào)進水pH為7.2左右，結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出：

隨著時間的延長，總的降解率在不斷上升，最高能達到34.8%，但氨氮降解速率卻在不斷下降，造成氨氮降解速率不斷下降的原因可能存在以下兩種情況：

（1）由于存在著充足的COD，所以在反應(yīng)器中就發(fā)生了反硝化和厭氧氨氧化作用之間相互競爭的情況，其結(jié)果是反硝化作用占據(jù)了優(yōu)勢，亞硝基氮絕大部分都被反硝化作用消耗掉了，出水pH也上升到了9.2以上，這樣高的pH也對厭氧氨氧化反應(yīng)起了抑制作用。

（2）由于COD被大量消耗，導(dǎo)致了反應(yīng)器中COD的嚴(yán)重不足。COD的不足又抑制了厭氧氨氧化作用的進行。

同時，由于房間溫度較高，所以水分被大量蒸發(fā)，得每天補加少量進水，這樣，相當(dāng)于在不斷提高進水的氨氮濃度。但這同時也給反應(yīng)器提供了一部分的COD和亞硝氮。所以氨氧化作用在繼續(xù)進行，不過速率越來越慢。

針對以上出現(xiàn)的現(xiàn)象，為了控制進水氨氮與亞硝氮濃度基本上是1∶1，通過控制COD濃度來控制進水的氨氮和亞硝氮濃度為1∶1，將COD控制在當(dāng)反硝化結(jié)束后，COD已基本消耗完，此時氨氮和亞硝氮的濃度差不多為1∶1左右。在反硝化進行的同時，用恒流泵補加少量的鹽酸，使出水的pH在7.5左右。結(jié)果如表3所示。

通過表3可以發(fā)現(xiàn)：

（1）隨著時間的延長，總的氨氮降解速率在10d內(nèi)可以降到62.3%，其降解速率也并沒有隨著時間的延長而出現(xiàn)下降的趨勢。

（2）由兩組數(shù)據(jù)可以看出，降解速率與水中的COD是密切相關(guān)的，當(dāng)COD充足時，降解速率就比較快，而當(dāng)COD不足時，降解速率就會下降很多。

（3）根據(jù)實驗結(jié)果和考慮到經(jīng)濟因素，我們可以得出，停留時間控制在1～2d內(nèi)，氨氮降解效果較好。

4 試驗結(jié)論

（1）進水碳氮比在2左右時效果最好，太高或太低，降解速率都會受到影響。（2）在反應(yīng)器中，當(dāng)COD比較充足時，會首先發(fā)生反硝化作用。

（3）隨著時間的延長，總的氨氮降解速率在不斷提高，但由于受到COD和pH的影響，氨氮降解速率在不斷地下降。

（4）由于受到反硝化的影響，所以在工程中對硝化程度的控制，將會成為影響氨氮降解效果的重要因素。

（5）實驗表明，從經(jīng)濟和降解效率的效果來考慮，水力停留時間控制在1～2d內(nèi)。

（6）不同的碳源對降解的效果也有較大的差別，葡萄糖作COD時的效果要遠遠好于甲醇作COD的效果。

（7）用垃圾滲濾液進行實驗的結(jié)果表明，當(dāng)投加甲醇作為COD時，其效果比垃圾滲濾液本身的COD效果要差，同時，實驗結(jié)果也驗證了用人工配水時的關(guān)于水力停留時間和碳氮比的實驗結(jié)論。

參考文獻

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[3] 上海市環(huán)境保護局.廢水生化處理.

作者簡介：劉紹霆（1978—），男，遼寧葫蘆島人，遼寧省葫蘆島市連山區(qū)環(huán)境保護局工程師，研究方向：環(huán)境保護。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）