含氮廢水MABR處理工藝

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:由于大量工業(yè)廢水的排放、農(nóng)業(yè)的長期過度使用化肥,導(dǎo)致環(huán)境水體中氨氮污染嚴(yán)重。而氮是引起富營養(yǎng)化的主要物質(zhì)。

膜曝氣生物反應(yīng)器(membrane aerated bioreactor,MABR)工藝具有曝氣量少、硝化與反硝化一體化、污泥發(fā)生量小以及運(yùn)行管理方便等特點(diǎn),是傳統(tǒng)工藝處理高需氧量廢水的一個(gè)引人注目的替代工藝,因此受到了世界各國水處理工作者的關(guān)注。由于在MABR生物膜中存在明顯的分層現(xiàn)象,從而可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)和異養(yǎng)氧化反應(yīng)。

20世紀(jì)80年代,研究人員發(fā)現(xiàn)了好氧反硝化菌,如副球菌pantotrophasp.,糞產(chǎn)堿桿菌屬、假單胞菌等。之后越來越多的研究人員研究并篩選了好氧反硝化菌株,在有氧條件下好氧反硝化菌株可以去除氮。

本實(shí)驗(yàn)篩選高效脫氮菌,并將其應(yīng)用于膜曝氣生物反應(yīng)器中進(jìn)行強(qiáng)化研究,從而增強(qiáng)對(duì)廢水處理的效果,并利用此類反應(yīng)器處理含氮廢水,從而使反應(yīng)器具有高效、低耗的優(yōu)點(diǎn)。

1實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1好氧反硝化菌篩菌

1.1.1菌種來源

菌種來源取自西安市第四污水處理廠A2/O中曝氣池中活性污泥。

1.1.2培養(yǎng)基

培養(yǎng)基選取參考文獻(xiàn)。

1)富集培養(yǎng)基。富集培養(yǎng)基由牛肉膏1.0g˙L-1,蛋白胨5.0g˙L-1和硝酸鉀1.0g˙L-1組成。

2)選擇性培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基由Na2HPO4˙7H2O7.9g˙L-1,KH2PO41.5g˙L-1,NH4Cl0.3g˙L-1,MgSO4˙7H2O0.1g˙L-1,丁二酸二鈉4.7g˙L-1,KNO32.0g˙L-1,NaNO21.0g˙L-1組成,pH值在7~7.5之間。

3)平板分離培養(yǎng)基。平板分離培養(yǎng)基由Na2HPO4˙7H2O7.9g˙L-1,KH2PO41.5g˙L-1,NH4Cl0.3g˙L-1,MgSO4˙7H2O0.1g˙L-1,丁二酸二鈉4.7g˙L-1,KNO32.0g˙L-1,NaNO21.0g˙L-1,瓊脂18g˙L-1組成。

1.1.3馴化及平板分離

將選取的活性污泥樣品接種至富集培養(yǎng)基,然后在25℃和160r˙min-1的搖瓶中培養(yǎng)5d,曝氣培養(yǎng)。之后將樣品接種至平板分離培養(yǎng)基,在25℃和160r˙min-1,曝氣培養(yǎng)5d。經(jīng)過平板劃線分離純化后得到菌株。

1.1.4復(fù)篩

獲得的菌株使用模擬污水(表1)進(jìn)行復(fù)篩,在模擬污水的搖瓶中培養(yǎng)間歇曝氣,25℃,160r˙min-1下培養(yǎng)5d,進(jìn)行復(fù)篩。選擇TN去除率高于90%以上的菌株。

重復(fù)上述步驟,得到純化后菌株。

1.1.5菌種鑒定

采用提取菌株的DNA并進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),擴(kuò)增后的PCR樣品由上海生工進(jìn)行基因測(cè)序。具體方法為:

1)DNA提取方法。于200μL的離心管中(預(yù)先加入30μL無菌雙蒸水)放入用接種環(huán)從培養(yǎng)基中挑出的數(shù)個(gè)單菌落,在94℃左右溫度下水浴加熱2~3min破壁,之后以該液體作為DNA模板,進(jìn)行PCR擴(kuò)增。

2)PCR擴(kuò)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擴(kuò)增程序如下:94℃預(yù)變性4min,30個(gè)循環(huán)(94℃變性45s,60℃退火30s,72℃延伸90s),最終72℃延伸12min。

反應(yīng)體系為:無菌雙蒸水40μL,10×PCR反應(yīng)緩沖液5μL,4×dNTP溶液1μL,10mmol˙L-1引物各1μL,Taq酶1個(gè)單位,DNA模板2μL。

PCR結(jié)果經(jīng)上海生工生物工程公司測(cè)序,結(jié)果于美國NCBI基因庫進(jìn)行比對(duì)。

1.1.6細(xì)菌形態(tài)

利用掃描電鏡觀察細(xì)菌形態(tài)。電鏡采用PhilipsXL-30。

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