青島能源所在低C/N廢水處理方面取得研究進(jìn)展
發(fā)布時(shí)間: 2022-09-22
撰稿: 青島生物能源與過(guò)程研究所
生物脫氮是廢水處理中常用的技術(shù)，通常由好氧硝化和厭氧反硝化結(jié)合實(shí)現(xiàn)廢水中氮的去除，多種類型的廢水尤其是市政污水具有較低的碳氮比（C/N），水體本身碳源不足導(dǎo)致總氮去除率低，而額外添加有機(jī)碳源則需要較高的成本。近年來(lái)，具有導(dǎo)電性和磁性的四氧化三鐵在廢水處理領(lǐng)域被廣泛研究，尤其是其在低 C/N 條件下促進(jìn)脫氮的作用機(jī)制亟待進(jìn)一步探討。
青島能源所郭榮波研究員帶領(lǐng)的工業(yè)生物燃?xì)庋芯恐行脑谒难趸F用于廢水脫氮領(lǐng)域進(jìn)行了一系列的科學(xué)探索。前期，研究團(tuán)隊(duì)制備了一種以四氧化三鐵為核心成分的復(fù)合材料，能夠?qū)崿F(xiàn)硝化細(xì)菌的高效富集（Journal of Water Process Engineering，2022，47，102794），并在廢水的氨氮去除方面取得一定的成果（Journal of Environmental Chemical Engineering, 2022, 10, 108164）。基于上述研究，近期科研人員利用厭氧-好氧聯(lián)用工藝將這種新型復(fù)合材料應(yīng)用于低 C/N 廢水處理，并提出了四氧化三鐵在好氧硝化和厭氧反硝化體系中促進(jìn)廢水脫氮的機(jī)制。
四氧化三鐵中含有二價(jià)的亞鐵離子和三價(jià)的鐵離子，不僅為功能微生物提供生命活動(dòng)所需的鐵元素，還能通過(guò)Fe(II)/Fe(III)循環(huán)轉(zhuǎn)化促進(jìn)微生物間的電子傳遞，同時(shí)對(duì)Dokdonella 和Comamonas等脫氮功能菌、產(chǎn)生胞外聚合物（EPS）的相關(guān)功能菌Pseudomonas有良好的富集效果，能夠在好氧和厭氧條件下分別促進(jìn)硝化和反硝化作用，從而促進(jìn)了低C/N廢水的生物脫氮過(guò)程。硝化作用是產(chǎn)酸過(guò)程，而酸性條件對(duì)硝化細(xì)菌有抑制作用；EPS作為屏障結(jié)構(gòu)可以減少不良環(huán)境因素對(duì)細(xì)胞抑制作用。該生物載體既能在硝化體系中促進(jìn)EPS的分泌，還可以緩沖硝化作用的酸化過(guò)程，對(duì)脫氮功能菌起到保護(hù)作用。除此以外，該載體還具備磁性，能夠?qū)崿F(xiàn)快速泥水分離，在廢水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
相關(guān)成果已發(fā)表在期刊Bioresource Technology《生物資源技術(shù)》，張烽媛、馮權(quán)為共同第一作者，郭榮波為通訊作者。研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、山東省自然科學(xué)基金的支持。
Fengyuan Zhang, Quan Feng, Ying Chen, Xiaoshuang Shi, Kang Qin, Mingyi Lu, Fan Qin, Shanfei Fu, Rongbo Guo. Enhancement of biological nitrogen removal performance from low C/N municipal wastewater using novel carriers based on the nano<SPAN lang=EN-US style=' "Times New Roman",serif; </P></DIV></div></body></html>
