含氮废水MABR处理工艺

北极星环保网讯: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pantotrophasp.,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1.0g˙L-1,蛋白胨5.0g˙L-1和硝酸钾1.0g˙L-1组成。

2)选择性培养基。选择培养基由Na2HPO4˙7H2O7.9g˙L-1,KH2PO41.5g˙L-1,NH4Cl0.3g˙L-1,MgSO4˙7H2O0.1g˙L-1,丁二酸二钠4.7g˙L-1,KNO32.0g˙L-1,NaNO21.0g˙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Na2HPO4˙7H2O7.9g˙L-1,KH2PO41.5g˙L-1,NH4Cl0.3g˙L-1,MgSO4˙7H2O0.1g˙L-1,丁二酸二钠4.7g˙L-1,KNO32.0g˙L-1,NaNO21.0g˙L-1,琼脂18g˙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160r˙min-1的摇瓶中培养5d,曝气培养。之后将样品接种至平板分离培养基,在25℃和160r˙min-1,曝气培养5d。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℃,160r˙min-1下培养5d,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200μL的离心管中(预先加入30μL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2~3min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4min,30个循环(94℃变性45s,60℃退火30s,72℃延伸90s),最终72℃延伸12min。

反应体系为:无菌双蒸水40μL,10×PCR反应缓冲液5μL,4×dNTP溶液1μL,10mmol˙L-1引物各1μL,Taq酶1个单位,DNA模板2μL。

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PhilipsXL-30。

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