摘要：利用硝化污泥處理氨氮廢水是國(guó)內(nèi)外使用最廣泛的脫氮方法，硝化細(xì)菌的培養(yǎng)是生物脫氮的關(guān)鍵。對(duì)富集后硝化污泥的脫氮條件進(jìn)行研究，探討了pH值、溫度、培養(yǎng)基裝瓶量、不同碳源、碳氮比對(duì)硝化細(xì)菌脫氮性能的影響，得出該硝化污泥最適的脫氮條件為：溫度30℃、pH值8.0、裝瓶量100ml、碳源為NaHCO₃、碳氮比為5。

關(guān)鍵詞：硝化污泥;富集培養(yǎng);脫氮條件

基金項(xiàng)目：2019年度西南民族大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目“污水處理工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”（2019ZDPY03），2019年度國(guó)家民委教改項(xiàng)目“污水處理工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”（19014）

作者簡(jiǎn)介：嚴(yán)平（1976-）女，漢族，四川瀘州人，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：環(huán)境微生物與水處理技術(shù)。

1引言

硝化污泥是以硝化細(xì)菌為優(yōu)勢(shì)菌的活性污泥，廣泛應(yīng)用于生活污水及工業(yè)污水的處理中。因污水中硝化細(xì)菌的含量與硝化速度成正比，所以富集培養(yǎng)出含有更多硝化細(xì)菌的硝化污泥，提高硝化污泥的脫氮效率就顯得尤為重要。本實(shí)驗(yàn)將培養(yǎng)成熟后的硝化污泥通過單因素?fù)u瓶試驗(yàn)研究各種因子對(duì)硝化污泥脫氮性能的影響，確定硝化污泥生長(zhǎng)代謝的最適條件，以提高硝化污泥的脫氮性能。

2實(shí)驗(yàn)材料與儀器

本實(shí)驗(yàn)所培養(yǎng)污泥采集于成都市高新西區(qū)第一污水處理廠的曝氣池中。采集后盛裝于白色塑料桶中，避光保存，取部分進(jìn)行培養(yǎng)。以含氨氮的無機(jī)液體培養(yǎng)基進(jìn)行富集培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)儀器包括電子天平、振蕩培養(yǎng)箱、分光光度計(jì)、pH計(jì)、加熱棒等。實(shí)驗(yàn)研究了pH值、溫度、培養(yǎng)基裝瓶量等因素對(duì)硝化細(xì)菌脫氮性能的影響。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

為確定pH值對(duì)硝化污泥脫氮性能的影響，在pH值分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的情況下比較了硝化污泥的脫氮效果，結(jié)果見表1。

可看出，在弱堿性環(huán)境中，硝化污泥的降解性能比較好。5組實(shí)驗(yàn)中，在pH為8.0之前，氨氮去除率隨著pH的升高而升高;pH為8.0時(shí)，氨氮去除率達(dá)到最高，為73.29%;超過8.0后，氨氮去除率有所下降。從而確定本實(shí)驗(yàn)硝化污泥降解氨氮的最適pH值為8.0。

為確定溫度對(duì)硝化污泥脫氮性能的影響，在溫度分別為15℃，20℃，25℃，28℃，30℃，35℃的情況下比較了硝化污泥的脫氮效果，結(jié)果見表2。

可看出，溫度對(duì)硝化污泥的降解速率影響較大。在15-30℃之間，氨氮去除率隨著溫度的升高而升高;當(dāng)溫度為30℃時(shí)，氨氮去除率高達(dá)83.28%;在30-35℃之間，氨氮去除率又隨溫度的升高而下降。從而確定本實(shí)驗(yàn)硝化污泥降解氨氮的最適溫度為30℃，在低溫和高溫下，硝化細(xì)菌代謝微弱，污泥活性受到抑制。為確定培養(yǎng)基裝瓶量對(duì)硝化污泥脫氮性能的影響，在裝瓶量分別為60ml、80ml、100ml、120ml、150ml的情況下比較了硝化污泥的脫氮效果，結(jié)果見表3。

可看出，裝瓶量在60-80ml時(shí)，氨氮去除率比較接近，且都能達(dá)到70%以上;100ml時(shí)氨氮去除率達(dá)到最大，可高達(dá)97.76%;超過100ml以后，氨氮去除率有所下降，超過120ml后，氨氮去除率急劇下降，說明此時(shí)的溶解氧己不能保證硝化細(xì)菌的正常生長(zhǎng)需求。由此可知，本實(shí)驗(yàn)中硝化污泥降解氨氮的最適培養(yǎng)基裝瓶量為100ml。為確定不同碳源對(duì)硝化污泥脫氮性能的影響，選擇甲醇、NaHCO3、葡萄糖、CaCO3為碳源的情況下比較了硝化污泥的脫氮效果，結(jié)果見表4。

可看出，碳源為甲醇時(shí)，氨氮去除率很低;碳源為NaHCO3 、葡萄糖和CaCO3時(shí)，有較好的氨氮去除率。當(dāng)碳源為NaHCO3時(shí)，氨氮去除率最高，可達(dá)到81.91%。

原因有以下幾點(diǎn)：一是硝化細(xì)菌是化能自養(yǎng)型（化能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型）生物，它們能將無機(jī)物通過化能合成作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，硝化細(xì)菌大多數(shù)以二氧化碳為碳源的，少量能以有機(jī)物為碳源。甲醇和葡萄糖都屬于有機(jī)物，很少能被硝化細(xì)菌直接利用，且甲醇屬于醇類，是脫水劑和脂溶劑，可使蛋白質(zhì)脫水、變性，溶解細(xì)胞質(zhì)膜的脂質(zhì)，影響微生物生長(zhǎng)代謝。二是NaHCO3和CaCO3都能為硝化細(xì)菌提供無機(jī)碳源，且水中的pH值降低，二者可與H⁺反應(yīng)生成CO₂，維持水中的微堿性環(huán)境。三是由于CaCO₃的溶度積比較小，水中溶解的少，相比之下NaHCO₃在水中以HCO₃^—的形式更有利于硝化細(xì)菌對(duì)碳源的利用。

4結(jié)論

硝化細(xì)菌是化能自養(yǎng)型生物，以無機(jī)物為碳源，溫度、溶氧、pH值、碳氮比等都會(huì)影響硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。硝化細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，一般要富集培養(yǎng)10周以上。

經(jīng)過對(duì)硝化污泥的脫氮性能的探究，可以得出該硝化污泥最適的脫氮條件為：溫度30℃、pH值8.0、培養(yǎng)基裝瓶量100ml、碳源為NaHCO₃。

參考文獻(xiàn)

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