★呂繼超（浙江省新昌縣環(huán)境保護(hù)局）

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好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及其對(duì)合成氨工業(yè)廢水處理的研究

★呂繼超
（浙江省新昌縣環(huán)境保護(hù)局）

【摘要】我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年會(huì)消耗大量的含氮化肥，而工業(yè)廢水處理的工藝能力不足，導(dǎo)致每年有大量的合成氨工業(yè)廢水排入自然水域中，造成巨大的環(huán)境危害。好氧顆粒污泥與傳統(tǒng)的活性污泥相比，有更強(qiáng)的雜質(zhì)沉降能力，同時(shí)還特有同步硝化反硝化能力，利用其中含有的好氧細(xì)菌和厭氧細(xì)菌的物理和化學(xué)反應(yīng)處理工業(yè)廢水中含的氮元素。本文對(duì)好氧顆粒污泥的培養(yǎng)以及其對(duì)合成氨工業(yè)廢水的處理過(guò)程做了簡(jiǎn)要描述，對(duì)好氧顆粒污泥的進(jìn)一步研究有較好的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】好氧顆粒污泥；合成氨；反硝化

中國(guó)作為世界上最大的農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年要消耗十分大量的含氮化肥。含氮化肥中合成氨又是其中最重要的一種，我國(guó)的合成氨產(chǎn)量在全世界范圍內(nèi)也是數(shù)一數(shù)二高的?；实墓I(yè)生產(chǎn)同時(shí)又是我國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)力之一，同時(shí)也是推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的巨大推動(dòng)力。工業(yè)化肥的生產(chǎn)給我國(guó)的農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)發(fā)展都有巨大的好處，但是同時(shí)工業(yè)廢料又會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染，帶來(lái)直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失，因此需要研究如何處理合成氨的工業(yè)廢水帶來(lái)的污染效應(yīng)。

一、合成氨工業(yè)廢水的處理現(xiàn)狀

合成氨工業(yè)廢水中含有化肥生產(chǎn)制造過(guò)程中各種化學(xué)和物理反應(yīng)產(chǎn)生的工業(yè)廢料，其中有害的物質(zhì)有氰化物、硫化物、氨氮和酚類等物質(zhì)。而這其中的幾種污染物又以氨氮為最主要的污染物質(zhì)。氨氮進(jìn)入河流或是海洋之后，會(huì)被水中的植物所吸收，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)水中的生態(tài)平衡造成致命性的破壞；氨氮在空氣或是水中都

很容易會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程會(huì)消耗空氣和水中的養(yǎng)分，造成水中動(dòng)植物的缺氧進(jìn)而死亡，同時(shí)產(chǎn)物還對(duì)動(dòng)植物或是人類造成身體健康的危害。雖然我國(guó)制定了嚴(yán)格的合成氨工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，很多企業(yè)也制定了相應(yīng)的政策來(lái)治理合成氨，但是由于工業(yè)化肥的生產(chǎn)企業(yè)本身有能力限制，處理過(guò)程又不盡相同，因此在處理過(guò)程中還是存在著大大小小的問(wèn)題的。首先我國(guó)的工業(yè)化肥加工企業(yè)多是個(gè)人承包的中小型企業(yè)，中小企業(yè)的人員、資金、技術(shù)各方面都是十分有限的，設(shè)備的落后導(dǎo)致氨水和尿素工藝?yán)淠夯厥漳芰Σ蛔悖沟门懦龅膹U水中的合成氨含量很難達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)；合成氨企業(yè)在實(shí)際行動(dòng)中產(chǎn)生的廢水的水質(zhì)水量波動(dòng)大，現(xiàn)有的水處理設(shè)施的抗沖擊符合能力差；合成氨廢水的處理需要消耗大量資金，對(duì)中小企業(yè)來(lái)說(shuō)是一筆很大的開(kāi)銷，很多企業(yè)很難有很高的積極性去處理工業(yè)廢水。

二、好氧顆粒污泥的脫氮原理

由厭氧顆粒污泥的形成機(jī)制中，科學(xué)家進(jìn)而發(fā)明了好氧顆粒污泥技術(shù)。好氧顆粒污泥指的是在水中氧氣充足的情況下，微生物會(huì)相互聚集，達(dá)到一定數(shù)量后，會(huì)形成一種體積大、密度大的微生物聚集體，這種聚集體就是所謂的好氧顆粒污泥。在通常情況下我們可以將這種微生物聚集體稱為生物膜。好氧顆粒污泥與傳統(tǒng)的活性污泥相比，有更強(qiáng)的沉降能力，同時(shí)還有其沒(méi)有的反硝化能力。下面對(duì)好氧顆粒污泥的特性進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)介紹。

好氧顆粒污泥作為一種生物聚集體，同時(shí)是在水中發(fā)生不同的物理和化學(xué)反應(yīng)，因此對(duì)好氧顆粒污泥的研究分為生物、物理和化學(xué)性質(zhì)三個(gè)方面。具體來(lái)說(shuō)，包含好氧顆粒污泥的外觀形態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)、微生物組成、沉降速度、比重、污泥體積指數(shù)（SVI）、比耗氧速率（SOUR）、胞外聚合物（EPS）等方面的研究。

好氧顆粒污泥呈圓球體，其球狀結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致含氧量由球體的表面到內(nèi)部會(huì)呈線性下降，即在表面以及接近表面的區(qū)域溶解氧的濃度最高，逐步沿著球體的半徑向球心處延伸則溶解氧的濃度逐漸減低，由此特性人們將好氧顆粒污泥由外到內(nèi)分為三個(gè)區(qū)域，分別是好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)。好氧區(qū)內(nèi)含有好氧細(xì)菌，公有兩類，分別命名為AOB和NOB，兩類細(xì)菌會(huì)將氨氮氧化為亞硝態(tài)氮，而NOB細(xì)菌會(huì)繼續(xù)將亞硝態(tài)氮氧化生成硝態(tài)氮，緊接著亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮會(huì)進(jìn)入缺氧區(qū)和好氧區(qū)，這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)含有兼性細(xì)菌和厭氧細(xì)菌，兩種細(xì)菌會(huì)將亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮還原，最終產(chǎn)生氮?dú)?。好氧顆粒污泥僅靠自身就可以完成同步硝化和反硝化的過(guò)程，相對(duì)于其他的處理過(guò)程大大減少了脫氮的步驟，使得整體過(guò)程在提高了效率的同時(shí)又大大降低了處理過(guò)程的復(fù)雜程度。

三、好氧顆粒污泥的培養(yǎng)

目前應(yīng)用于污水處理的微生物固話技術(shù)主要有三種，一是粘附固定法，二是截留固定法，三是自凝聚法。粘附固定法是選定一種載體物質(zhì)，通常為活性炭或是塑料等物質(zhì)，利用其吸附性將微生物以生物膜的形式固定在載體物質(zhì)表面。截留固定法是以光交聯(lián)聚合物、聚丙烯酰胺等物質(zhì)形成疏水性凝膠，然后利用凝膠物質(zhì)固定微生物。自凝聚法則是完全依靠微生物自身所具有的自凝聚性來(lái)形成微生物顆粒。好氧顆粒污泥在高溶劑負(fù)荷情況下，能夠高效地降解污水中的含氮廢料，擁有良好的生物活性，相對(duì)于其他排污手段而言，可以大大降低投資，并減少排污系統(tǒng)的體積。好氧顆粒污泥的顆粒化是水污染控制技術(shù)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，一旦這個(gè)問(wèn)題解決，很多問(wèn)題可以迎刃而解。通常的處理方法是利用好氧細(xì)菌生長(zhǎng)速度較厭氧細(xì)菌快的特點(diǎn)，以普通的活性污泥為接種污泥，以活性炭為載體，在容器中提供充足溶解氧，通過(guò)好氧培養(yǎng)來(lái)獲得好氧顆粒污泥。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，好氧顆粒污泥由于其特有的沉降性能以及脫氮效果，受到廣大學(xué)者的廣泛研究。其中主要有好氧顆粒污泥脫氮、硝化好氧顆粒污泥脫氮、短程硝化好氧顆粒污泥脫氮等方面，相信在不久的未來(lái)，好氧顆粒污泥可以投入生產(chǎn)使用，豐富高氨氮、低碳氮比廢水的處理工藝，為我國(guó)的合成氨工業(yè)廢水的處理帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

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