2.2.2 硝化菌和反硝化菌混合包埋
本工艺主要是利用扩散阻力在颗粒内部产生的氧浓度梯度形成的好氧区、缺氧区和厌氧区,在载体内部形成了适合硝化和反硝化两个过程有机结合的环境,在颗粒污泥表层由于氧的存在而进行氨的氧化反应,颗粒内部因为缺氧条件下利用氨的氧化产物进行反硝化反应,从而实现单级生物脱氮。详见图4。
最早从事硝化菌和反硝化菌混合固定研究的是日本的Kokufuta等人。他们利用聚电解质固定亚硝化菌和反硝化菌的混合细胞,并与单独固定的亚硝化菌作了比较。结果前者能实现完全脱氮,并且系统中未检测到NO2-N的存在;而后者最终只能将NH+3-N氧化成NO-2-N,无脱氮效果。
曹国民等人利用两种常用的固定化载体海藻酸钠和聚乙烯醇混合固定硝化菌和反硝化菌,研究了好氧条件下同时硝化和反硝化的可行性及其脱氮特性。结果表明,硝化菌和反硝化菌混合固定时,由于载体内部形成了适合硝化和反硝化的环境,可以在好氧条件下同时进行硝化和反硝化,实现单级生物脱氮。混合固定时的氨氧化速度约为硝化菌单独固定时的14倍,总无机氮[N/(m3•d)]的去除率达0.11mmol/(m3•s),约为PSB脱氮速度的2.6倍。硝化菌和反硝化菌混合固定后对温度的敏感性减小,并且在较宽的溶解氧范围内(2～6mg/L)保持稳定的脱氮速度,具有良好的应用前景。
3 细胞固定化技术的发展前景
细胞固定化技术以其特有的优点在废水处理领域中引起了普遍的关注,但由于载体成本大,提酶过程复杂,还需对废水进行适当的预处理等,目前尚处于实验研究阶段,所以要实现其实用化或工业化,还有许多问题需要进一步研究解决,主要的研究方向如下:
(1)寻找高效、廉价、抗毒性强的生物。
(2)廉价固定化微生物载体的开发。
(3)如何提高载体的使用寿命。
(4)开发高效的固定化反应器。
(5)研究对生物无破坏性、高效率的解吸剂。
相信通过不断的研究和改进,细胞固定化技术必将成为一项高效而实用的废水处理技术,在废水处理中获得广泛的应用。
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