硝化細菌在廢水凈化中的應用

1.背景

當今經(jīng)濟的飛速發(fā)展為人類帶來了更好的物質(zhì)生活條件，也帶來了一些環(huán)境污染問題。生活污水，工業(yè)污水和農(nóng)業(yè)污水污染了水體，這反過來給人類帶來健康問題，并影響水的生態(tài)平衡。其中，水體富營養(yǎng)化是水污染的普遍現(xiàn)象之一，氨氮濃度是處理富營養(yǎng)化污水的重要指標。該生物反硝化法用于去除污水中的氨氮，具有操作簡單，成本低的特點，廣泛用于水產(chǎn)品的養(yǎng)殖和污水處理中。微生物中的氮循環(huán)主要由生物體內(nèi)的有機氮合成，氨化，消化，反硝化和固氮組成。污水中的氨氮通過硝化作用轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽；然后通過反硝化，最終產(chǎn)生氮氣。硝化細菌的硝化作用是生物脫氮應用中氨氮轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。因此，對硝化細菌的更深入研究對污水處理中氨氮的去除具有重要意義。本文探討了硝化細菌在廢水氨氮去除中的應用研究現(xiàn)狀。

2.硝化細菌的研究進展

硝化細菌分為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型。目前，自然界中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)硝化細菌是自養(yǎng)硝化細菌，而異養(yǎng)硝化細菌則很少見。自養(yǎng)硝化細菌分為氨氧化細菌（AOB）和亞硝酸鹽氧化細菌（NOB）。這兩種細菌分別參與硝化的氨氧化和亞硝酸鹽氧化階段。 AOB和NOB有9屬20種。為了有效利用硝化細菌接種劑，來自自然界的研究人員進行了豐富，培養(yǎng)，分離，純化，鑒定，包埋和固定化，擴展培養(yǎng)以及混合細菌多樣性研究新發(fā)現(xiàn)菌株的生理特性和反硝化作用。機制。硝化細菌的研究領(lǐng)域包括細菌種類的分離與鑒定，代謝機制，基因水平研究，細菌制劑的制備，細菌種類的保存以及硝化細菌檢測技術(shù)的研究。目前，硝化細菌的研究已取得一定成果。例如，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)常采用人工喂養(yǎng)方法，魚和其他水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品的排泄物導致水產(chǎn)養(yǎng)殖水中的氨和亞硝酸鹽超過標準，導致水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)能力低下。定期輸入某些硝化細菌可以大大提高水產(chǎn)養(yǎng)殖用水的質(zhì)量，并為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來更高的養(yǎng)殖效益。例如，在專門養(yǎng)殖觀賞性水生動植物的水族館和魚塘中，硝化細菌會及時清除魚身上的氨氮，亞硝酸鹽和其他有毒物質(zhì)。此外，利用硝化細菌，活性污泥法，生物濾池和生物膜法去除工業(yè)污水和生活污水中的氨氮也取得了一定的效果。

3.硝化細菌在廢水凈化中的應用情況

硝化細菌主要用于處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水，工業(yè)廢水和生活污水，其中氨氮和亞硝酸鹽含量過多。硝化細菌廣泛用于廢水生化處理過程中。傳統(tǒng)的工藝包括A / O法，A2 / O法，接觸氧化法，SBR法等。此外，新的生物脫氮技術(shù)也在研究和開發(fā)中，包括厭氧氨氧化技術(shù)，硝化和反硝化技術(shù)以及短程硝化和反硝化技術(shù)。

4. 硝化細菌污水應用瓶頸

硝化細菌的研究已經(jīng)進行了一百多年，但是硝化細菌的工業(yè)應用技術(shù)仍然存在問題。在污水凈化應用中仍然存在一些技術(shù)瓶頸。

（1）自身因素的局限性。當前發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)硝化細菌是自養(yǎng)的和少數(shù)異養(yǎng)的。自養(yǎng)硝化細菌具有長的繁殖和繁殖周期

（10h以上），生長緩慢，自然條件下硝化細菌富集培養(yǎng)和馴化的時間長，有效細胞濃度低，而單個菌株的擴增培養(yǎng)具有較高的細胞濃度，但其硝化作用是不如豐富培養(yǎng)菌株。另外，異養(yǎng)硝化細菌比自養(yǎng)細菌具有更長的生長周期，但它們更適應生長環(huán)境。

（2）外部因素的局限性。工業(yè)應用中硝化細菌的硝化作用不僅受其自身特性的影響，而且細菌的生長和繁殖對外部因素也更加敏感。例如，溫度，pH值，DO，C / N，有機物濃度，消毒劑[8]，有毒物質(zhì)和重金屬[9]將直接影響硝化細菌的硝化作用。

綜上所述，目前市場上硝化細菌種類繁多，硝化作用不均，大多采用生物直接注射法。硝化細菌的凈化效果不僅受生長環(huán)境的影響，而且主要受細菌特性的影響。就治療效果而言，家用接種劑去除氨氮的效果是中等的。雖然有些進口產(chǎn)品效果比較顯著，但價格高。其中，新興市場和諾維信擁有最大的商業(yè)接種劑市場份額。市場上可買到的硝化細菌是復合接種劑，包含多種具有不同功能的細菌成分，例如光合接種劑，枯草芽孢桿菌等。盡管進口的復合細菌劑效果良好，但它們并非工業(yè)應用的目標，需要定期添加細菌劑保持。所有出售的細菌制劑都是按照固定比例的細菌類別制備的。但是，在處理不同的污水時，由于水質(zhì)和生長條件的不同，復合細菌中的某些成分不僅可以在這種條件下生長繁殖，而且還可能在短時間內(nèi)腐爛而沒有效果。在污水處理中。因此，在復合細菌劑的實際應用中，部分細菌劑是無效的，在一定程度上浪費資源。原因是注射的細菌劑無法適應生長環(huán)境，也無法與外界反應。它很難生長和繁殖，并逐漸腐爛。因此，它不能長時間保持良好的硝化能力并保持良好的氨氮去除效果。如何獲得能夠在不同的極端條件下適應生長的硝化細菌菌株，例如具有耐酸，耐堿，耐高溫，耐低溫，耐鹽濃度高和DO耐受性低的遺傳特征的菌株。當務之急。這樣，根據(jù)處理后的污水的特性制備細菌劑，以確保細菌種的準確有效放置，使細菌種可以在處理目標污水中生長繁殖，持續(xù)保持一定的硝化作用能力強，達到連續(xù)純化的效果。

5.發(fā)展前景

硝化細菌接種物是一種安全性更高的接種物。硝化細菌在污水處理中的應用需要更深入的研究，以獲得更有效的工程應用效果。獲得硝化細菌接種體，其生長和繁殖周期較短，有利于擴大栽培，增強硝化活性和適應性。根據(jù)不同的污水水質(zhì)，選擇最佳細菌種類，配制更高效的復合細菌，使其迅速適應污水環(huán)境，生長繁殖，保持更持久，高效的氨氮去除效果。研究人員甚至可以通過遺傳手段整合硝化細菌的優(yōu)勢基因，以增強細菌因子對生長環(huán)境的適應性，提高細菌因子的有效性，降低污水處理成本，并提高去除氨氮的環(huán)保技術(shù)水平。