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3.1.4普通污泥、加菌污泥缺氧条件下硝态氮的测定 24
3.2普通活性污泥、加菌活性污泥和纯复合菌污泥的对比试验 25
3.2.1好氧硝化作用比较 25
3.2.2 缺氧反硝化作用比较 26
3.3不同碳氮比下脱氮效果比较 27
3.4 硝化途径的研究 28
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 引言
随着工农业的发展与人类生活水平的提高，废水产生量不断增加。其中，许多工业废水、农业污水和城市污水中都有含氮污染物，废水排放所致的氮元素污染威胁着人类健康和生态安全，这类废水的有效治理技术已成为环保界急需攻克的难题。若治理不当将引起水体富营养化的问题。水体富营养化是我国目前水环境面临的重大问题，而氮素是主要的污染因子。废水脱氮的方法有多种，生物脱氮被认为是目前最经济有效的方法之一[1]。生物脱氮因污染物转化的条件温和，微生物来源广、繁殖快、对环境适应能力强，被认为是一种经济、高效和最有发展前途的处理方法。传统的生物脱氮理论认为生物脱氮包括硝化和反硝化两个过程，硝化过程是在好氧条件下完成的，反硝化过程是在缺氧/缺氧条件下完成的[2]。
目前对废水的处理，国内大多数处理厂都采用常规的活性污泥法。许多传统水处理工艺对氨氮的处理程度很低，处理后的出水难以满足日益提高的环保要求，并不同程度存在COD、氨氮等超标的情况，达不到日益提高的污水排放要求。单一的菌群处理后出水中氨氮严重超标，不但造成水体的富营养化，而且严重影响人类生存环境并阻碍经济的持续快速发展。运用复合菌处理污水可使一定数量的硝化和反硝化细菌在最佳的生长环境中发挥其最佳生理功能，通过微生物的协同代谢作用，在最佳的工艺及运行控制条件下，处理效果较好，废水出水水质达到排放标准[3]。
1.1 生物脱氮
1.1.1 脱氮机理
硝化作用的主体微生物是亚硝化细菌和硝化细菌，它们在自然界的分布非常广泛，存在于土壤、各种水体和污水处理系统中。在微生物作用下，水体中的含氮化合物如尿素、蛋白质等被降解为氨氮，部分被细菌同化，但大部分仍存在于水体。有氧时，在自养微生物作用下氨氮被氧化成硝态盐和亚硝酸盐；缺氧时，脱氮细菌如假单胞菌、无色细菌、芽胞杆菌、微球菌等以硝酸盐代替氧作为呼吸链中最终电子受体进行缺氧呼吸，从而产生一系列脱氮反应。微生物的脱氮作用实质上是酶的催化反应过程[4]。
1.1.2 脱氮微生物
进行硝化作用的亚硝化细菌(如Nitrosomonas)和硝化细菌(如Nirtobacter)都是化能自氧菌，专性好氧。亚硝化细菌属化能无机营养，氧化 和 ，从中获得能量合成细胞和固定CO2。最适宜温度在25～30℃。最适宜pH值为7.5～8.0。过高的光强度和高氧浓度都会抑制其生长。大多数氧化亚硝化细菌在pH为7.5～8.0，温度为25～30℃，亚硝酸浓度一定时能生长得很好.两类微生物分别从氧化 和 的过程中获得能量，以CO2作为唯一碳源，作用产物分别为 和 。可以看到，它们均要求中性或弱碱性环境，pH<6.0时，硝化和反硝化作用显著下降，反硝化段细菌是所有能以 为最终电子受体，将 还原为N2的细菌的总称，其种类很多，其中的假单胞菌属内能进行反硝化的种最多，如铜绿色假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、荧光假单胞菌(Pseudomomsfluorescens)、施氏假单胞菌(Pseudomonasstutzeri)、门多萨假单胞菌(Pseudomonasmendocina)、绿针假单胞菌(Pseu.domonaschlororaphis)等。有很多细菌在反硝化段只将 还原为 ，不形成N2含 的水排入水体，会对水生动物产生毒害。因此，反硝化菌的选择要尽量避免在污水处理中出现这种情况.反硝化细菌的碳源来自有机物，如葡萄糖、甲醇、乳酸等，反应过程的最适宜的条件为：pH7～8，温度在10～35℃之间.总之，一个极低溶解氧，有NOr和有机物存在的环境，有合适的pH值和温度就能够有利于反硝化反应的进行。脱氮技术微生物的脱氮效果不仅与微生物的群落组成有关，还受温度，pH值，停留时间，曝气量，氧浓度，有机负荷，氨氮与亚硝酸盐浓度等外界环境因素的影响[5]。