含氮废水MABR处理工艺

1.2实验装置

1.2.1反应器构建

本研究采用平行装置运行法,即以同样运行条件下的2个相同的膜曝气生物反应器进行水处理,其中一个实验装置加入筛选菌株运行(增强型反应器),而另一个实验装置不加筛选菌株(平行反应器),作为平行实验装置。

反应器示意如图1。反应器装置为圆柱形,膜组件置于反应器中央,呈倒伞型。反应器容积为5L。膜组件为聚丙烯疏水性膜,有效面积为0.2m2,平均外径为0.5mm,壁厚50um,截留分子量为10万道尔顿。供气压力为7.0kPa。进水由蠕动泵从废水池中抽出后,注入反应器中,反应器中的混合液经曝气膜上生物膜处理后自流出水。

2组反应器构造相同,不同点是膜曝气组件膜面生物膜微生物组分不同。2组反应器平行运行。加入所筛菌株的反应器简称为增强型反应器,不加所筛菌株反应器成为平行反应器。

1.2.2挂膜

2组反应器均采用间歇曝气的运行方式进行挂膜,平行反应器接种污泥为西安市第四污水处理厂A2/O中曝气池中活性污泥与曝气沉砂池出水(表1)的混合液(体积比1∶1)(其中活性污泥投加量为4g˙L-1)。增强型反应器接种污泥为西安市第四污水处理厂A2/O中曝气池中活性污泥、筛菌菌悬液(富集培养基培养)、曝气沉砂池出水(表1)的混合液(体积比1∶1∶1)(其中活性污泥、筛菌菌悬液投加量均为2g˙L-1)。

将混合液以悬浮态分别加入到各自反应器中,循环24h后排空,重新加入混合液后继续进行循环,一周后观察到膜上有黄褐色生物膜形成,于是开始连续进水并逐渐加大进水负荷,15d后膜面黄褐色生物膜加厚并布满膜面,认为挂膜成功。

1.3实验用水

实验用水采用西安市第四污水厂曝气沉砂池出水,水质情况如表1所示。

表1废水水质情况

1.4水质测定方法

COD、氨氮和总氮等测定方法均参考《水和废水监测方法》第4版。其中COD测定方法为重铬酸钾法(P210-213);氨氮测定方法为纳氏试剂光度法(P276-281);总氮测定方法为过硫酸钾氧化紫外分光光度法(P254-257)。测定数据均做平行实验,取均值。

1.5变性梯度凝胶电泳(DGGE)

取1000μL的生物膜样品(超声震荡30min),进行1.1.5的步骤,完成后取PCR扩增产物80μL在JY-TD331型DGGE电泳仪中进行分离。其中,聚丙烯酰胺浓度为8%,凝胶厚度0.75mm。凝胶变性梯度采用30%~70%。电泳缓冲液为1×TAE(三羟甲基氨基甲烷、乙酸和乙二胺四乙酸),电泳温度60℃,电压150V,电泳时间7.5h。电泳完成后,采用溴化乙锭(EB)染色法染色20min,之后在紫外灯下观察拍照。

2运行结果与讨论

2.1菌种鉴定

经过复筛后,一株脱氮率在90%以上的菌株被筛选出来。图2为菌株的扫描电镜图片,为短杆状。菌株为革兰氏染色阴性菌。

图3给出了菌株DNA经PCR扩增后的琼脂糖电泳,从图中可以看出,阴性对照良好。PCR扩增序列可以进行测序,经上海生工公司测序后,结果输入NCBI数据库比对可初步鉴定为假单胞菌Pseudomonassp.菌属(表2)。

表2菌株测序结果

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