生物促进剂对受铜抑制的硝化菌活性恢复研究

摘要

硝化反应是污水生物脱氮过程中的限速步骤,极易受外界因素的影响.重金属铜作为重要的工业原材料,广泛用在制革、金属加工、电镀等行业中.研究表明,虽然铜的自由形态和不稳定成分比其他金属低,却是对硝化过程抑制最强的金属之一[1].由于硝化菌世代周期较长,污水处理厂通常采用增加污泥龄的方式来增加硝化菌的浓度和百分比,但抑制作用很难通过控制污泥龄来解决[2].而一些传统去除废水中重金属的物化法在应对硝化菌受到冲击负荷的情况时,也存在各种弊端,如设备的高额投资,平时设备的闲置,以及可能对硝化菌带来额外的抑制作用等,并且这些方法多数仅关注重金属的去除,对硝化菌活性的恢复没有很好的促进作用.因此,针对硝化菌受重金属铜冲击负荷抑制的情况,开发并优化生物促进剂就显得十分必要.rn 本研究基于五组平行运行的实验室SBR反应器，向每组反应器投加不同配方的生物促进剂（一组作为空白对照组），通过监测各反应器的进出水NH4+-N、N02--N、N03--N浓度、活性污泥比耗氧速率以及铜在活性污泥体系内的分布，研究抑制及恢复阶段生物硝化活性的变化，从而筛选出最优配方的生物促进剂，并分析其促进硝化活性恢复的机理。研究结果表明，硝化效率易受Cu2+的影响，50.0mg/L的Cu2+在4天内可抑制80.0%的硝化活性。恢复过程中，投加生物促进剂可明显提高硝化菌活性的恢复速率，并且AOB的恢复速率高于NOB。四种生物促进剂配方中，同时投加L-天冬氨酸、生物素和细胞分裂素对硝化菌受Cu2+抑制后的恢复最有效，氨氮降解率可在8天内得以完全恢复。生物促进剂的N-H和-COOH可以修复重金属Cu引起的细胞膜完整性破坏，并且捕集重金属Cu，使得硝化菌可在受Cu抑制后得以快速恢复。