如何增強(qiáng)污水處理過(guò)程中的硝化能力

硝化菌是一類具有硝化作用的自養(yǎng)化能細(xì)菌，包括亞硝酸鹽菌(AOB)和硝酸鹽菌(NOB)兩個(gè)生理菌群，硝化菌世代周期長(zhǎng)，對(duì)溶解氧、水溫、有毒物質(zhì)敏感。在常見(jiàn)的污水處理系統(tǒng)的活性污泥中含量較低，但在脫氮過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，脫氮過(guò)程中沒(méi)有硝化就無(wú)法進(jìn)行反硝化脫氮，因此硝化能力強(qiáng)弱直接關(guān)系到城市污水廠以及村鎮(zhèn)污水處理項(xiàng)目站點(diǎn)能否正常運(yùn)行和能否出水達(dá)標(biāo)。而對(duì)于村鎮(zhèn)污水處理來(lái)說(shuō)，除了需要增強(qiáng)污水處理過(guò)程中的硝化能力外，還有哪些環(huán)節(jié)需要特別注意呢?

目前，大部分污水處理廠通過(guò)延長(zhǎng)污泥齡(SRT)來(lái)維持硝化菌的生長(zhǎng)和繁殖，但SRT的延長(zhǎng)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致曝氣池和二沉池的池容擴(kuò)大，增加基建費(fèi)用。此外，工業(yè)企業(yè)偷排現(xiàn)象普遍存在，由于偷排廢水具有成分復(fù)雜、含難降解污染物多、毒性大等特點(diǎn)，硝化菌的硝化活性將受到抑制，導(dǎo)致污泥性狀變差，出水氨氮濃度升高。污水系統(tǒng)硝化功能崩潰后，需從其他生化處理單元投加新的活性污泥，時(shí)間長(zhǎng)、工作量大，而通過(guò)投加富集的硝化菌可以有效解決上述問(wèn)題，可以減輕崩潰后的硝化系統(tǒng)對(duì)污水處理系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響。此外硝化菌富集技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于污水處理系統(tǒng)崩潰和低溫的快速啟動(dòng)的工程以及水產(chǎn)養(yǎng)殖的應(yīng)用中，硝化菌富集技術(shù)逐漸成為水處理方向和水產(chǎn)養(yǎng)殖方向的研究熱點(diǎn)，因此對(duì)硝化菌富集技術(shù)的研究顯得十分重要。

一、純菌擴(kuò)大培養(yǎng)法

純菌擴(kuò)大培養(yǎng)法是利用生物分離提取技術(shù)，首先獲得硝化菌純菌株，然后依據(jù)硝化菌的生物學(xué)特征以及營(yíng)養(yǎng)生理特點(diǎn)，在硝化菌適宜的生長(zhǎng)環(huán)境條件下進(jìn)行純化培養(yǎng)。純菌擴(kuò)大培養(yǎng)法主要優(yōu)點(diǎn)為：純度高、濃度高、培養(yǎng)周期短、在短時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)硝化菌的高密度培養(yǎng)、對(duì)污染物具有較強(qiáng)的特定性，在擴(kuò)大培養(yǎng)過(guò)程中，以目標(biāo)污染物為唯1一的氮源，經(jīng)過(guò)反復(fù)的篩選和訓(xùn)化后，可以達(dá)到高1效降解目標(biāo)污染物的目的。缺點(diǎn)為：工序較多，操作復(fù)雜、菌種單一，在實(shí)際投加應(yīng)用中對(duì)新環(huán)境的適應(yīng)能力較弱，與土著微生物競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中表現(xiàn)出不相容性，可能被逐漸取代、富集成本較高。目前國(guó)內(nèi)純菌擴(kuò)大培養(yǎng)法的研究相對(duì)較少，主要應(yīng)用于處理特定目標(biāo)污染物或能適應(yīng)特定條件的硝化菌以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面的研究。

二、活性污泥富集法

活性污泥富集法是以活性污泥中的硝化菌為富集菌種，在不同的污水處理工藝如序批式活性污泥法(SBR) ,厭氧好氧法A/O、周期循環(huán)活性污泥法(CASS)、膜生物反應(yīng)器(MBR)等運(yùn)行條件下，通過(guò)控制硝化菌生長(zhǎng)環(huán)境中的pH、溫度、溶解氧DO、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等條件，逐漸提高進(jìn)水的基質(zhì)負(fù)荷來(lái)刺激硝化菌的生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)活性污泥中的硝化菌的富集。硝化污泥富集法的主要優(yōu)點(diǎn)為:工藝較為簡(jiǎn)單易于操作、成本較低、可在線連續(xù)富集投加、可解決菌種量大運(yùn)輸困難的問(wèn)題，與純菌擴(kuò)大培養(yǎng)法相比活性污泥富集法中的種群豐富，在實(shí)際的工程應(yīng)用中表現(xiàn)出更強(qiáng)的可行性。主要缺點(diǎn)為:與純菌擴(kuò)大培養(yǎng)法相比，富集速率緩慢，富集周期較長(zhǎng)、硝化菌的濃度較低、儲(chǔ)存成本較高。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)活性污泥法的研究較為成熟，中試水平的研究也有很多，主要運(yùn)用于污水處理系統(tǒng)的硝化強(qiáng)化等方面。

三、載體固定法

載體固定法主要是利用固定微生物技術(shù)將游離的硝化菌利用物理、化學(xué)的方法固定于選擇性的載體上，使其在載體上生長(zhǎng)繁殖，從而達(dá)到硝化菌高度集中的目的。此法的主要優(yōu)點(diǎn)有：可以減小污水處理系統(tǒng)中的污泥量，從而減少污泥的處理成本等，同時(shí)也可避免二次污染，固定于載體活性污泥中的硝化菌更加穩(wěn)定，不易流失。缺點(diǎn)主要有:固定過(guò)程繁瑣，工藝操作復(fù)雜、固定周期不確定等。載體固定法在國(guó)內(nèi)外的研究也較多，主要運(yùn)用于污水處理中脫氮方面的研究。

四、硝化菌富集的應(yīng)用

硝化菌富集的應(yīng)用主要緊密聯(lián)系于污水處理的研究，在污水處理系統(tǒng)中添加硝化菌或硝化污泥來(lái)提高系統(tǒng)中的硝化反應(yīng)速率，以實(shí)現(xiàn)縮短污泥齡或硝化系統(tǒng)快速恢復(fù)啟動(dòng)的目的。此外在水產(chǎn)養(yǎng)殖中硝化菌可以起到凈化水質(zhì)的作用，所以在水產(chǎn)養(yǎng)殖中也具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。