NO3-和NO2-作电子受体对聚磷菌缺氧吸磷的影响
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摘要：利用反硝化除磷反应器中污泥，经过厌氧释磷后，在缺氧段分别投加不同浓度的硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体，考察在此两种电子受体下对反硝化聚磷菌缺氧吸磷的影响。
关键词：反硝化除磷电子受体；硝酸盐；亚硝酸
Abstract: The use of denitrifying phosphorus removal in the reactor, the anaerobic phosphorus release in anoxic stage respectively, adding different concentrations of nitrate and nitrite as electron acceptor, study on the two kinds of electron acceptors on denitrifying phosphorus removing bacteria anoxic phosphorus uptake.
Key words: electronic receptor of denitrifying phosphorus removal; nitrate; nitrite
中图分类号：F253.3
目前越来越多的研究表明一部分聚磷菌可以在缺氧条件下吸磷[1]，近期又有研究报道聚磷菌在亚硝酸盐存在的条件下也可以吸磷[2]。
不同的生物除磷工艺的运行模式、运行参数及进水水质情况下聚磷菌对电子受体的利用情况也不同，为了进一步研究本系统中聚磷菌的缺氧吸磷特性，本研究取实验室运行良好的反硝化除磷反应器污泥进行静态试验，考察聚磷菌在NO2--N、no3-N为电子受体的缺氧吸磷的影响。
材料与方法
1.1试验装置及方法
试验分厌氧-缺氧两个阶段运行，厌氧阶段在一个15L的SBR反应器中运行，厌氧结束后将混合液均分到5个相同的2L烧杯中平行运行，试验所用污泥为该反应器二沉池中的剩余污泥，取出的剩余污泥用清水冲洗两遍，防止剩余污泥中的硝酸盐影响厌氧释磷，厌氧阶段进水采用人工配水模拟实际生活污水，用乙酸钠和磷酸二氢钾分别调整进水中的COD及TP浓度，并加入一些微量元素，进水COD浓度为150mg/L，配水成分如表1所示。厌氧阶段运行2h，缺氧阶段运行3h，整个试验过程中用磁力搅拌器进行搅拌混合，并在底部持续通入氮气以防止氧气进入，在缺氧初期向5个烧杯中分别投加一定量硝酸盐溶液或亚硝酸盐溶液。
检测方法
检测项目主要包括COD、TP、NO2 -N、NO3-N、MLSS，具体方法均参照国家环保总局颁布的方法测定。
表1人工配水组成成分
结果与讨论
硝酸盐浓度对缺氧吸磷的影响
不同初始硝酸盐浓度条件下，缺氧吸磷效果及硝酸盐浓度变化情况分别如图1和2所示，厌氧阶段，TP浓度逐渐升高，在初始COD浓度为230mg/L的条件下，初始释磷速率为19mg/(L・h)，试验进行到90min时释磷就已基本结束，与反应器中厌氧段水力停留时间(1.8h)基本吻合；在反应进行到120分钟时试验进入缺氧段，由图中可看出，在以硝酸盐为电子受体时，反硝化聚磷菌有很好的吸磷效果，不同硝酸盐浓度条件下的初始吸磷速率和初始反硝化速率如表2所示，随着硝酸盐浓度的提高，反硝化吸磷速率逐渐增加，在硝酸盐浓度从10mg/L升高到50mg/L时，初始吸磷速率大约升高了13mg/L，反硝化速率也随着硝酸盐浓度的增加而增大，由同一硝酸盐浓度条件下的初始吸磷速率与初始反硝化速率可看出，每吸收1mgP大约消耗0.92mgNO3--N。
表2不同初始硝酸盐浓度条件下比吸磷速率和比反硝化速率
由不同硝酸盐浓度下TP浓度变化曲线可看出，在硝酸盐消耗完之前一直存在吸磷现象，电子受体消耗完后，TP浓度升高，曲线中出现释磷转折点，如硝酸盐浓度为10mg/L时，反应进行到210min时硝酸盐消耗完全(图1)，吸磷现象停止，TP浓度变化曲线上出现转折点(a)，之后出现了释磷现象，TP浓度开始升高，这是由内源呼吸引起的。
图1 不同初始硝酸盐浓度为电子受体时对缺氧吸磷的影响
图2 硝酸盐浓度在缺氧状态下的变化
结论
(1).在缺氧条件下，反硝化聚磷菌可以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体进行吸磷
(2).当足量的硝酸盐作电子受体的情况下，硝酸盐的消耗和磷的吸收有较好的线性关系，每吸收1mgP大约消耗0.92mgNO3--N
参考文献
Kerrn-Jespersen J.P., Henze M., Strube R. Biological Phosphorus Release and Uptake under Alternating Anaerobic and Anoxic Conditions in a Fixed-film Reactor[J]. Wat. Res. 1994, 28(5):12531255.
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