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1、氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷菌的毒性研究亿与生物Z程2008.VoI.25No.4Chemistry&Bioengineering氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷菌的毒性研究于芳芳.伍健东(华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州510006)摘要:在中温(35士1)℃厌氧条件下,以葡萄糖为有机碳源,采用间歇实验方法研究了氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷茵的毒性.结果表明,当COD为6000mg?L时,氨氮对产甲烷茵产生毒害作用的浓度为1500mg?L-.,ICs.为4000mg?L-.,毒性周期的最大产甲烷速率为
2、92mL?h-',氨氮的平均去除率为13.17;去除高浓度氨氮废水后,厌氧颗粒污泥产甲烷活性有不同程度的恢复,在毒性实验中受到的抑制作用越小,产甲烷活性恢复得就越快,越完全.此外,研究表明,适当提高系统的碱度和污泥浓度可以降低氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷茵的毒性.关键词:氨氮;IC反应器;厌氧颗粒污泥;产甲烷茵;毒性中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1672—5425(2008)04—0075—04废水生物处理技术是处理高浓度有机废水的有效手段,但由于高浓度有机废水的成分复杂,常含有多种对微生物有
3、毒害作用的成分,且不同废水所含毒物的种类,浓度相差很大,因而影响到厌氧生物处理的效果,如高浓度的氨氮就是废水厌氧生物处理中常遇到的一个难题Ll].产甲烷菌是废水厌氧生物处理中沼气发酵微生物的核心,产甲烷活性是反映厌氧颗粒污泥性能的重要参数,在厌氧反应器中,能否形成和维持高产甲烷活性且沉降性能良好的颗粒污泥是现代厌氧反应器高效运行的关键口].氨氮浓度对厌氧颗粒污泥的产甲烷活性有着重要的影响,一方面氨氮是厌氧微生物生长所必需的基本氮源,在一定浓度范围内可以提高厌氧颗粒污泥的产甲烷活性,另一方面氨氮浓度过高又
4、会对厌氧微生物产生毒性作用,抑制颗粒污泥的活性,甚至会使反应器失效.作者在不同的进水COD浓度条件下,研究了不同浓度氨氮对IC反应器厌氧颗粒污泥产甲烷菌的毒性,以期为高浓度氨氮废水的厌氧生物处理提供必要的基础数据.l实验1.1实验用水本实验用水采用葡萄糖作为有机碳源,C:N:P为200;5:1,并加入Fe,Co,Ni等细菌生长所必需的■微量元素(见表1).废水中的氨氮由NHCI(分析纯)提供.表1微■元素的组成及含■Tab.1Compositionandcontentsoftraceelements组分
5、浓度/mg?L组分浓度/mg?LEDTA5000CuS04?5H2O250CaCI2330MgSO4550NiCl2?6H2O190CoCl2?6H2O240H3IK)414MnCl2?4H2O990ZnSO4?7H2O430NH4MoO4?4H2O9I.2装置(图I)图l实验装置图Fig.1Schematicdiagramofexperimentaldevice氨氮的毒性实验是在一次性投加底物的条件下进行的.在125mL的具塞三角瓶中加入100mL人工收稿日期:2007～l1—05作者简介:于芳芳(1
6、982一),女,山东烟台人,硕士研究生,研究方向为水污染控制;通讯联系人:往健东,副教授.E-mail:yff8Z55~163.corn,wujiandong@21cn.com.圈于芳芳等:氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷菌的毒性研究/2008年一4■废水,同时接种25mL颗粒污泥.按图1连接好后,置于35℃的恒温水浴振荡器中培养.在反应过程中,定期测定各反应瓶的产气量.在毒性实验终点,将反应瓶中含氨氮的上清液倒出并对颗粒污泥进行淘洗,然后在各个反应瓶中加入与毒性实验中空白样相同的培养液,记录累计产甲烷量,考察
7、颗粒污泥的活性恢复情况.1.3接种污泥实验采用的颗粒污泥取自本实验室运行中的12LIC反应器,颗粒污泥为灰黑色,总悬浮物(TS)为20g?L_.,粒径为0.5～5mm,含水率为0.9712,密度为1.0358.图2为实验用颗粒污泥电镜照片.图2厌氧颗粒污泥电镜照片Fig.2ThesEMpicturesofanaerobicgranularsludge由图2可以看出,颗粒污泥的表面凹凸不平,有缝隙和孔洞,这是颗粒污泥内部产生气体和基质代谢产物的运输通道_4].污泥的表面能看到丝状菌和杆菌,它们相互缠绕形成
8、网格,将污泥包裹起来,一些惰性物质和不明性质的物质镶嵌于网格中,通过杆菌和丝状菌的连接作用形成颗粒污泥_5].1.4分析方法C0D:重铬酸钾滴定法;pH值:玻璃电极法;SS和VSS:重量法;氨氮:分光光度法;产甲烷量:碱液吸收法,吸收管内装有3NaOH溶液,用于吸收二氧化碳,硫化氢等酸性气体.2结果与讨论2.1氨氮浓度对厌氧颗粒污泥产甲烷毒性的影响～大多数化学物质在低浓度时对厌氧微生物活性有一定的刺激作用(促进作用),而在高浓度时,则产生毒
