包埋固定化微生物处理含氮废水的研究进展

氮污染日益严重,含氮废水处理越来越受到重视。传统生物脱氮技术存在着很多问题,微生物固定化技术可以弥补传统生物脱氮方法中的不足之处,达到高效脱氮的目的。包埋固定法是应用最广泛的一种微生物固定方法,也是国内外研究的热点之一。主要介绍了包埋固定化技术原理和常用的固定化载体,以及国内外学者对包埋固定化技术生物脱氮的研究进展情况,并针对该技术实用化提出了需要解决的问题。     

固定化微生物脱氮

应用固定化微生物技术开展单级生物脱氮的研究。结果表明，固定化硝化与反硝化混合污泥可以实现单级生物脱氮，效果好于未固定化污泥，氨氧化速率和总无机氮的脱中分别提高到未固定化污泥的１．７倍和１３．４倍。结果还表明光硬化树脂也是一种较好的固定化介质。     

碳源循环单级生物脱氮技术研究

开发了一种列管式固定化细胞生物反应器，其特征在于硝化菌和反硝化菌被混合固定于中空的PVA凝胶管的管壁之中，PVA凝胶管平行置于圆柱形筒体内，构成一个类似于列管式换热器的生物脱氮反应器。需要处理的氨氮废水在固定化细胞管的外侧与圆柱形壳体的内侧间流动，而反硝化所需的碳源（乙醇水溶液）则在PVA凝胶管内循环。研究了列管式固定化细胞生物反应器进行单级生物脱氮的可行性和连续运行的效果，并证明了在非纯菌种的固定化细胞单级生物脱氮过程化细胞生物反应器进行单级生物脱氮的可行性和连续运行的效果，并证明了在非纯菌种的固定化细胞单级生物脱氮过程中，存在着NH^ 4→NO^-2→N2的短积生物脱氮。     

固定化微生物技术及其在生物脱氮中的应用

介绍了几种实用固定化微生物技术，对其进行了技术比较。简述了固定化微生物技术在生物脱氮技术中的应用，并提出一种基于颗粒污泥原理的微生物固定技术应用于单级生物脱氮。     

菌株qy37吸附包埋固定化的脱氮效果研究

以对异养硝化好氧反硝化菌菌株qy37固定化后的脱氮效果为考察标准,分别研究了不同的吸附、包埋固定化载体和方式对固定化脱氮效果的影响。研究结果表明:以碳纳米管、多孔陶粒、活性炭、石墨四种材料为吸附固定化载体时,纳碳纳米材料的吸附固定化脱氮效果最好,脱氮率可达94%;以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)制成的SA、PVA、PVA-SA、PVA-SA-活性炭和PVA-SA-纳米材料小球为包埋固定化载体时,PVA和SA混合作为包埋剂固定效果要好于单独作为包埋剂,包埋剂PVA和添加剂SA最佳包埋比是10:1;吸附材料作为强化剂一起包埋的复合式包埋有助于提高固定化小球的稳定性和固定化效果,脱氮率提高5%。其中纳米材料作为强化剂的包埋固定化脱氮效果要优于活性炭,脱氮率可达到85%。强化剂活性炭、纳米材料最佳包埋比是5:4。吸附固定化整体脱氮效率优于包埋固定化。     

厌氧氨氧化微生物的吸附、包埋固定化效果初探

以活性炭、陶瓷生化环、陶瓷生化球、珊瑚砂、火山石和生化棉为吸附固定化载体,以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)制成的SA、PVA、PVA-SA和PVA-SA-活性炭小球为包埋固定化载体,研究了厌氧氨氧化微生物固定化的脱氮效果.结果表明,吸附固定化的大部分处理和包埋固定化的部分处理均能维持较高的厌氧氨氧化活性.吸附固定化脱氮效率优于包埋固定化,其中,活性炭吸附固定化脱氮效果最好,初期可以提高活性达30%以上.通过对活性炭吸附固定化的中长期连续运行监测发现,活性炭固定化第6次反应过程的厌氧氨氧化活性是对照的3.5倍.因此,活性炭吸附固定化还具有稳定持续的中长期效应,不失为一条有效提高厌氧氨氧化活性的固定化途径.     

固定化微生物对河水的脱氮效果研究

研究了不同方法制作的固定化微生物颗粒对于河水的脱氮效果,实验证明,采用聚乙烯醇-活性炭包埋法制作的固定化微生物颗粒(IMPⅠ)与聚乙烯醇-聚乙二醇包埋法制作的固定化微生物颗粒(IMPⅡ)的脱氮效果较好,但由于包埋材料在河水中的溶出造成COD急剧升高,会对河水造成二次污染.利用载体结合法制作的固定化微生物(IMPⅢ)进行5个周期的河水净化实验,结果发现,COD的去除率维持在75%～95%,氨氮的去除率为45%～95%,硝酸盐氮的去除率维持在95%～100%,亚硝酸盐氮的去除率为70%～99%,总氮的去除率保持在55%～80%.研究表明,载体结合法制作的固定化微生物颗粒稳定性好、强度高、微生物活性良好,颗粒可多次重复使用,在河水净化方面有良好的应用前景.     

包埋固定化微生物强化SBR工艺脱氮性能研究

将采用PVA-H2BO4法制得的包埋固定化微生物凝胶小球引入SBR工艺中,通过平行试验比较了普通SBR反应器(N1)与投加包埋固定化微生物凝胶小球的SBR反应器(N2)的脱氮性能,分析了包埋固定化微生物强化SBR工艺脱氮性能的特性。研究结果表明:在相同的运行条件下,N2反应器的NH4+-N及TIN的去除率较N1反应器分别提高了4.4%~32.8%、34.1%~50.9%,且表现出明显的抗冲击负荷能力;同时通过典型周期内不同反应器各形态氮随时间的变化研究发现,该反应器发生了很好的同步硝化反硝化作用,说明包埋固定化微生物对SBR反应器的脱氮性能有很好的强化作用。N2为提高SBR反应器得脱氮性能提供了新思路。     

固定化细胞在废水处理中的应用及前景

综述了固定化微生物在水处理中的应用发展过程和固定化细胞技术在废水生物中的应用,包括去除ＢＯＤ物质,硝化－脱氮,酚,氰的降解,重金属离子的去除或回收以及印染废水的脱色处理等。最后,对固定化细胞应用于废水生物处理的前景及存在的问题进行评述。     

固定化微生物技术在废水脱氮中的应用

综述了固定化微生物技术在废水脱氮处理中的应用。固定化微生物脱氮技术与其它生物脱氮技术相比，除无污泥膨胀、污泥量少、操作管理简单等优点外，还可以提高硝化反硝化速度、增强硝化反硝化菌的抗毒性及节省碳源消耗等。     

固定化硝化菌去除废水中氨氮工艺的研究

采用聚乙烯醇－硼酸包埋固定化法,选用ＰＶＡ为包埋载体,粉末活性炭作为无机载体,包埋固定Ａ／Ｏ生物脱氮系统中的再经驯化过的硝化污泥,制成固定化硝化菌颗粒。     

包埋固定化活性污泥脱氮特性与微生物群落分析

采用包埋固定化活性污泥法进行污水深度处理脱氮,针对不同初始总氮浓度的模拟废水,基于序批式间歇反应器的小试实验,探讨了包埋颗粒的脱氮效果及其微生物种群特性.结果表明,在包埋颗粒的体积投加率为10%,实验水温为10~15℃,DO为2~4 mg·L~(-1)和初始COD浓度为80~100 mg·L~(-1)条件下,不同初始总氮浓度(10~45 mg·L~(-1))和C/N比(1.78~10)的各反应器中,稳定期包埋颗粒的最大总氮去除负荷为7.78~23.18 mg·(L·h)~(-1).扫描电镜发现,包埋颗粒具有较好的孔隙结构,且颗粒内部与表面均存在微生物附着生长,已成为微生物的良好载体.高通量测序结果表明,较初始包埋污泥,包埋颗粒内部与表面的微生物群落构成发生了显著变化,包埋颗粒内微生物多样性良好,颗粒中脱氮菌属优势明显.包埋颗粒中存在异养硝化-好氧反硝化菌属,提升了包埋颗粒内非传统生物脱氮途径的潜能.     

固定化微生物技术对养殖水体脱氮的研究进展

固定化微生物技术是一种有效去除养殖水体中氨氮等污染物质的生物处理新技术。对微生物固定化方法进行了分类,归纳了微生物固定化的主要特征以及反应器类型,讨论了影响微生物固定化的重要因素。综述了固定化微生物技术在养殖水体脱氮中的应用现状,并针对相关问题提出了今后的研究和发展方向。     

不同载体固定化藻菌共生系统的脱氮除磷效果

分别以聚乙烯醇(以下简称PVA)和海藻酸钠为固定化载体,在包埋蛋白核小球藻的基础上, 研究了固定化小球的制备方法;将小球用于城市污水的脱氮除磷过程中比较了 PVA和海藻酸钠的传质效果,并对各自的脱氮除磷效果进行了评价。结果表明,PVA是比海藻酸钠更为合适的固定化载体材料。     

三株低温硝化菌的筛选及其固定化脱氮性能

由于季节、地域等因素导致的低温环境会严重影响污水生物处理系统中微生物活性,如何提高微生物在低温废水中的脱氮效果是亟待解决的问题。从工程实际出发,在3种不同环境中提取出低温硝化菌BC-15、SL-14、MI-11,其在13℃下仍具有高效的脱氮性能,经16S rDNA鉴定均为Acinetobacter sp.。菌株间不产生拮抗反应,BC-15、SL-14、MI-11最佳复配体积比为1∶1∶1。采用海藻酸钠-聚乙烯醇和海藻酸钠-硅藻土材料对复配菌株包埋固定化,对比结果表明海藻酸钠-硅藻土材料固定化硝化能力更强,优化固定化材料最佳配比为硅藻土1%、SA 2%、CaCl₂ 3%、沸石6%。固定化颗粒成球性、传质性、稳定性均较好,固定后菌株耐酸耐碱能力明显增强,重复利用4次后氨氮去除率仍可达到76.67%,硝化能力和结构稳定。固定化颗粒对实际生活污水中的氨氮去除率可达到95.86%,具有高效的硝化能力,为低温污水处理实际工程应用提供了可能。     

固定化微生物技术对养殖水体脱氮的研究进展

固定化微生物技术是一种有效去除养殖水体中氨氮等污染物质的生物处理新技术.对微生物固定化方法进行了分类,归纳了微生物固定化的主要特征以及反应器类型,讨论了影响微生物固定化的重要因素.综述了固定化微生物技术在养殖水体脱氮中国内外的研究现状,并针对相关问题提出了今后的研究和发展方向.     

聚乙烯醇(PVA)固定化反硝化菌的脱氮特性

采用PVA包埋反硝化菌,研究了其脱氮特性并与未包埋菌进行了对比。结果表明,相对于未包埋反硝化菌,包埋菌进行废水脱氮时的最适宜pH值及温度未变,为pH＝8和30℃,但在外界环境超出最适范围时,表现出明显的耐受性,尤其是在低温（10℃）下。另外包埋菌在低浓度DO或高浓度NH⁺₄存在的条件下其脱氮活性均远高于未包埋菌。     

固定化微生物在好氧条件下同时硝化和反硝化

研究了将硝化菌和反硝化菌混合包埋 ,利用载体对氧产生的扩散阻力在颗粒内部形成好氧区、缺氧区和厌氧区 ,使硝化和反硝化两个过程有机的结合在一起 ,在好氧条件下同时进行硝化和反硝化的新型生物脱氮技术。试验结果表明 :固定化后细胞的活力回收率≥ 70 % ;混合固定的硝化菌和反硝化菌在好氧条件下进行间歇生物脱氮时至少可稳定操作 2 2d ,其间脱氮速率约为 0 1 1kg/m3·d ;单级生物脱氮的最适 pH和温度分别是 8 2和 30℃。     

固定化微生物技术在环境治理中的应用

介绍了固定化微生物技术的原理和微生物固定方法，讨论了固定化微生物技术在污水的脱氮除磷，处理污水中的难降解有机物、高浓度有机物、重金属，以及废气治理等方面的应用，并对固定化微生物技术的发展进行了探讨。     

固定化微生物处理SO2气体的实验研究

采用海藻酸钠包埋固定微生物，研究固定化微生物颗粒固定床去除SO2气体的工艺过程。实验结果表明：固定化颗粒填充的固定床适宜的pH值为5～6；当入口气体SO2浓度为5g／m^3时，固定床对SO2的净化效率可达99％以上，生化去除量呈线性增加。运行30天固定化细胞的活性未出现下降趋势，固定化细胞小球也未出现溶胀或变形。