硝化菌在含氨氮廢水中的應用

摘 要：取生活污水處理廠好氧池污泥，通過合理控制工藝參數，馴化和培養活性污泥中的硝化菌，在好氧系統接種該污泥，并通過控制工藝參數，可降解多種含氨氮廢水，經處理的出水氨氮達到一級排放標準。

關鍵詞：高效微生物；硝化菌群；硝化作用；生物脫氮

1 前言

氨氮是水體富營養化和當前水污染的主要問題之一。傳統的生物處理工藝對氨氮的處理程度較低，出水氨氮經常不達標。目前氨氮廢水的處理方法主要有吹脫法、折點氯化法、生化法等，由于吹脫法會引起環境二次污染，并且主要適用于高氨氮的處理。折點氯化法需要消耗大量的化學藥劑，所以目前應用較少，而生物脫氮由于節約化學藥劑且不會產生二次污染，正日益引起人們的重視。

硝化菌是生物硝化脫氮中起主要作用的微生物，硝化菌的濃度直接影響硝化效果。研究表明，污水中硝化細菌的濃度與硝化速率成正比[3]，提高污水中硝化菌的濃度對生物脫氮具有十分重要的意義。由于硝化菌生長緩慢，在一般污水處理系統中的濃度很低，因此常規處理系統的硝化效果欠佳。因此研究硝化菌發應用技術，提高硝化菌的濃度，解決硝化菌在處理系統的流失等問題，對我國的污水處理和環境保護具有特殊的意義。

2 硝化菌群的特性及作用機理

2.1 硝化菌的特性

硝化菌是由亞硝化菌與硝化菌2個菌群組成，具有硝化作用的化能自養細菌的總稱，它們屬自養型專性好氧細菌，菌體小，世代時間長，能利用無機碳化合物作碳源，通過硝化反應獲取生命活動所需的能量，將廢水中的NH3-N轉化為和NO3-N。硝化菌對溫度、溶解氧、pH值等環境條件要求較高。與氨化作用的異養微生物（化能異養菌）相比，硝化細菌對環境十分敏感，生長速度緩慢，在生長繁殖過程中易被自然界中的異養菌淘汰，因此，普通活性污泥中的硝化菌含量極低，一般硝化菌濃度只有103～104cell/ml，基本無法滿足硝化作用的需要，這也是目前大部分含氨氮廢水無法達標排放的根本原因。

2.2 硝化菌的作用機理

廢水中氮的存在形式，以有機氮化物和氨氮為主。廢水中的有機氮在有氧的條件下，首先通過氨化作用，轉化為NH3-N，NH3-N再經過硝化作用，轉化成NO3-N。NH3-N轉化為NO3-N主要由亞硝化菌和硝化菌共同完成，先由亞硝化菌將NH3-N氧化成NO2-N，再由硝化菌將NO2-N轉化為NO3-N。亞硝化菌和硝化菌都能利用氧化過程釋放的能量，使CO2合成為細胞有機物質[4]。

3 硝化菌群的富集、培養馴化

3.1 硝化菌的富集

通過配置一定濃度的氨氮廢水，在廢水中加入活性污泥，通過控制工藝參數和進水條件，培養出降解能力強、耐鹽濃度高、有一定抗毒能力的硝化菌群。

3.2 硝化菌的培養馴化

通過實驗，確定了硝化菌的培養工藝參數：溫度30℃、PH7.0～8.0、DO2.0～4.0mg/L，在培養過程中為防止亞硝基氮的積累，保證混合菌的協同生長，必須嚴格控制生產工藝。

在廢水中加入一些對硝化菌有毒性的物質，進行硝化菌的抗毒性馴化，提高硝化菌的抗毒能力。

4 實際廢水處理實驗

4.1 垃圾滲濾液處理實驗

垃圾滲濾液水質特點是氨氮濃度高、毒性大，初期滲濾液廢水的有機污染物高，氨氮濃度低，隨著時間的延長，有機污染物濃度越來越低，而氨氮濃度越來越高，一般的生化處理出水氨氮無法達標排放。取填埋場垃圾滲濾液進行實驗。

垃圾滲濾水樣：COD=18765mg/L，氨氮=654mg/L，該高濃度廢水采用“酸化-厭氧-好氧”處理工藝，厭氧出水進行好氧硝化實驗。好氧硝化用污泥為馴化后的生活污泥，好氧停留時間控制在20小時。

進水濃度為厭氧后出水。

垃圾滲濾液經酸化-厭氧-好氧處理后，出水仍有一定濃度的COD，其可生化性已很低。而在生活污泥中接硝化菌后，氨氮降解速率較高，可使出水氨氮達標排放。

4.2 味精廢水處理實驗

目前國內味精廢水處理一般采用A/O工藝，普遍存在出水氨氮濃度不能達標的問題。分析原因：味精廢水中氨氮濃度初始較低，但廢水中含有大量的有機氮，通過水解酸化和厭氧后會大量的轉化為氨氮，導致氨氮濃度很高，系統中的硝化菌不能很好地降解氨氮，導致廢水處理不能達標排放。

味精廢水中毒性物質很少，主要是氨氮濃度較高，對硝化菌基本無抑制作用，只要防止硝化菌群的流失，就可以使氨氮的降解速率得到大幅度提高，保證氨氮出水的達標排放。

5 硝化菌的工程應用

在實際過程中通過控制工藝條件，我們成功的解決了味精廢水、垃圾滲濾液等高濃度廢水中高氨氮的問題，并取得了很好地效果，保證了廢水的達標排放。

參考文獻

[1]徐亞同.中國環境科學，1994，14（4）：308～313.

[2]沈耀良，王寶貞.廢水生物處理新技術[M].北京，中國環境科學出版社，1999.75～88.

[3]陳金聲，史家梁，徐亞同，硝化速率測定和硝化細菌計數考察脫氮效果的應用[J].上海環境科學，1996，15（3）.

[4]上海市環境保護局.廢水生化處理.

作者簡介：錢興（1980，10-），男，漢，江蘇泰興，學士，助理工程師，江蘇國松環境科技開發有限公司，研究方向，氨氮廢水的處理，高濃度廢水的治理。