生物脱氮剂质检体系的建立文献综述

 2023-02-21 20:16:37

研究背景:

氮素循环是自然界中最为重要的生态系统物质循环的组成之一。然而,氮肥的使用及高密度水产养殖的发展,在带来巨大经济效益的同时也造成了严重的环境问题。在水产养殖中,因氮磷元素含量过高而造成的富营养化情况频繁出现,除使水质恶化及破坏其中的生物平衡外,其中的氨氮和亚硝态氮对养殖动物具有较强毒性,特别是亚硝态氮在养殖条件下转化速率低,使得高密度养殖的水体中亚硝酸盐积累极为突出,尤其是大雨过后,亚硝酸盐含量极其容易严重超标,由其造成的水产养殖动物病害甚至死亡现象已多见报道。如在对虾养殖中,亚硝酸盐含量超过0.1ppm 达到0.3ppm以上时,很容易造成对虾中毒,且不易抢救。传统上采用活性污泥直接投入,后又采用固定化光合细菌来进行脱氮处理。人们曾利用硝化菌群除氮,但是硝化作用的终产物是硝酸盐,会破坏生物圈氮素的平衡且该产物能诱发人类的高铁血红蛋白症。由于在鱼虾养殖过程中必须充氧来保证水中的溶解氧量,那么厌氧反硝化细菌的脱氮作用也不能得到充分发挥。如何高效处理高浓度氨氮废水是当前废水处理领域内亟待解决的问题.。

生物脱氮工艺是目前研究的热点, 包括传统的生物脱氮技术, 以及在此基础上形成的同步硝化和反硝化脱氮技术,新型亚硝酸型脱氮技术[1,2]以及好氧反硝化细菌技术,该工艺的最大特点是运行费用较低。与传统的生物脱氮工艺相比,好氧反硝化细菌的出现可以使生物脱氮在同一反应器中完成,实现真正意义上的同步硝化反硝化。

目前,关于利用好氧反硝化细菌实现的生物脱氮已经有成功应用的报道。Gupta 等[3] 用含有Thiosphaera pantotropha( 现更名为Paracoccus denitrificans)的生物转盘处理不同浓度的生活污水;Kshirsagar 等[4]利用两个操作条件完全相同的氧化沟来处理模拟肥料工业废水,其中一氧化沟内投加有 Paracoccus denitrificans,另一没有投加的氧化沟为对照系统;Pai 等[5]也曾将好氧反硝化细菌T6 和硝化污泥投加到同一好氧反应器中。利用好氧反硝化细菌发展好氧脱氮技术具有以下几个优点[6]:

第一、使硝化- 反硝化反应在同一个反应器中进行,可以大大减少占地面积和建设资金;

第二、使用好氧反硝化细菌可以减少处理过程中加入调节系统pH 的化学物质,降低成本;

第三、在处理过程中好氧反硝化细菌更容易控制。[0004] 好氧反硝化细菌脱氮技术的关键在于,在一定的条件下( 如温度,pH,C/N 比),该反硝化细菌本身具有高效的硝态、亚硝态氮的脱除能力,同时具有较好的外界环境耐受性,如对盐度,重金属离子的耐受性等。因此,筛选同时具有这两方面能力的好氧反硝化细菌对于这项技术的应用具有很重要的意义。目前已报道的好氧反硝化细菌大多存在硝态、亚硝态氮的脱除能力不强,缺乏对高浓度的硝酸盐、亚硝酸盐的耐受性,处理时间过长,效率不高等问题。王弘宇等[7]报道了一株好氧反硝化细菌能在8-10h,将初始浓度150mg/L 的硝酸盐降解90%以上。可见,对初始硝酸盐、亚硝酸盐的耐受性也是限制其应用的重要因素之一。[0005] 硝化- 反硝化脱氮工艺的过程为,有机氮→ NH4 -N → NO2--N → NO3--N → NO2--N →氮气逸出,在此过程中,NO3--N 的生成不仅延长了反应历程,且造成了能量和外加碳源的浪费,因此现在更多的采取亚硝化- 反硝化脱氮工艺。这就要求菌群能快速利用NO2--N,使反应快速进行,从而提高该脱氮工艺的效率。

本欲制定的标准是以假单胞菌为主要原料,添加适量水解淀粉、葡萄糖配制混合而成的假单胞菌脱硝剂。该产品主要用于水产养殖,湖泊、水库等富营养化水体的硝态/亚硝态氮去除。

由于目前无相关的国家标准、行业标准和地方标准,根据中华人民共和国《标准化法》的规定,本标准可以作为组织生产和检验的依据。

预期试验流程:

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