探究反硝化微生物在污水脱氮中的研究及应用进展

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZhangQin520
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  摘要:水体污染的因素有很多种,如,生活上的废水,工厂中排除的污水等都会导致水体的氮污染。反硝化微生物对水体中污水的脱氮复原有着很大的帮助,他能够把水体中的亚硝酸盐氮或者是硝酸盐氮还原成氮气,然后进入大气,来建设污水中的含氮污染的浓度,是水质得到一定的修复。所以反硝化微生物的研究就变得非常重要。本文就反硝化微生物在污水脱氮中的研究及应用进展进行探究。
  关键词:反硝化微生物 污水脱氮 研究 应用进展
  中图分类号:[R123.3] 文献标识码:A 文章编号:
  
  脱氮的微生物在被污染的水体恢复的过程中有着非常重要的作用。污水里面含氮的有机物会通过异养菌氨化的作用而变成了氨氮,在通过硝化菌的硝化功能变成了亚硝酸烟弹与硝酸盐氮,然后会通过反硝化的微生物功能把亚硝酸盐氮或者是硝酸盐氮欢迎成一氧化氮或者是氧化氮,最后变成了氮气,融入到了大气中,用来减少污水体里面含氮的污染物浓度。反硝化微生物的功能在污染水体的脱氮里占有非常关键的位置,所以,需要对它进行更深层次的探究。
  水体中的氮污染和反硝化的微生物
  水中的氮濃度如果超出了水体自身的净化标准,达到了破坏水的原来存在的使用价值的程度就会出现水体的氮污染。现在,水中的氮污染都通常形成在养殖的水中,地下水和江河中。农药和化肥的流失所形成的污水、养殖方面的污水以及居民的生活排放水,工业方面的废水等都会引发水的氮污染。反硝化的过程通常都出现在自然的各个环境里,如,合流、水库、海洋、土壤等。反硝化的微生物能够减少污水里面的氮含量的污染浓度,降低由于硝酸盐或者是亚硝酸盐的沉淀对生物形成的有毒因素,降低富营养现象的产生率,对水质的保护有着非常重要的意义。因为各个生态地区的环境都有着差异,它的反硝化微生物的类型、反硝化的速度以及生长中的重要影响要素也各不相同。
  反硝化微生物的种类
  反硝化细菌的类型有很多,大概有五十个属,一百三十个种。自然界中最常见的反硝化细菌主要有假单胞菌属、产碱杆菌属、可奈瑟菌科、硝化细菌科、红螺菌科、芽孢杆菌科、纤维粘菌科、、螺菌科、根瘤菌科、盐杆菌科等。反硝化细菌的能源谱也非常地广,化学恩能够与光能都可以。化学能主要包含了有机物质与无机物质,并且有机物质属于自然中国一些反硝化菌群的重要能源,在厌氧的环境中实施反硝化的功能。很多的研究说明了反硝化的过程还广泛地分布在半知菌纲、子囊菌纲以及担子菌纲,如,镰刀菌、玉蜀黍赤霉、木霉、光泽柱孢菌以及酵母菌。许多的研究都证明了大多数的放线菌,其中包含了链霉菌属与弗兰克氏菌属等也同样拥有反硝化的作用。最近几年来,比较受到重视与研究的主要是这几种。
  (一)好氧反硝化菌
  以往的观念都认为,细菌反硝化是比较细致的厌氧过程。有氧气的时候,兼氧反硝化细菌会先采用溶氧的呼吸,就回阻碍了硝酸盐或者亚硝酸盐成为了最后的电子受体。但是在这几十年来的研究和实践中,证明了再好氧的环境中也有反硝化的功能,这就跨越了以往的研究理念。
  Kuenen是在最开始提出来的好氧反硝化的理念,他在实验的过程中不断地对反硝化的反应进行观察。到了二十世纪八十年代,发现了好氧反硝化细菌与好氧反硝化酶系的出现,这就证明了泛硫球菌在产生的时候,氧与硝酸根离子是同时存在着的,它的产生速度要比它们分别存在的时候都要快。现在,发现的好氧反硝化微生物属于有产碱菌属、动胶菌属等。最近,人们总是在不停地在实践过程中观察到好氧环境中的脱氮现象,如,在SBR的反应仪器中看到了百分之九十五总氮量的脱离率。Frette等研究者由间歇性的厌氧或是好氧的污染的水体处理容器中分离处理了十六株反硝化细菌,它们不管是在好氧的环境中,还是在厌氧的环境中都具备着反硝化的功能。现在还发现了一些别的细菌也具备好氧环境中的反硝化功能。通常有氧气的时候,亚硝酸盐的去除活性会很高。在十个小时里会从二十六毫克每升降到零。现在,更多的实践和研究都证明了细菌好氧的反硝化的真实存在。并且还分析出了反硝化效率比较高的细菌。如下表:
  
  
  好氧的反硝化微生物都存在的优点:它能够让硝化与反硝化功能一起进行,硝化所出现的产物能够直接地当做反硝化底物,为了不让硝酸盐与亚硝酸盐同时沉淀而对反硝化功能进行阻碍,使得硝化与反硝化的过程加快了,并且反硝化所分离出来的碱能够在部分上补偿了硝化反应中消耗掉的碱,可以让体系中的PH值形成比较稳定的状态,好氧的反硝化菌能够把氮在好氧的环境中直接地转变成为气态的产物,并且可以从单一的反应仪器中独立进行,减少了操作中的投入费用。
  (二)自养反硝化菌
  最近研究出了部分自氧细菌可以采用无机物在进行氧化的时候得到的能量把硝酸盐进行还原,实现反硝化的功能,这样的细菌被称作自氧反硝化的细菌,如,脱氮流感菌、亚硝化单胞菌属等。并且这些细菌都在非常广泛的领域进行了应用。经过了平行的比较试验得到自养反硝化脱氨氮的反应速率是异养反硝化反应速率的二倍,在进行异养反硝化的反应仪器里面添加甲醇来充当碳之后,它的脱氨氮的反应速率才能给和自养的反硝化效率相同。研究学者通过对反硝化泛流球菌的自养反硝化的反应过程进行了深入研究,发现了氧化的单质硫是硫酸盐的时候,还会产生氮气,还会伴随着细菌体的代谢需要邮寄的碳元素。还有一些实验的研究证明了添加的碳元素对产生自养反硝化生成氮气根本是不需要。自养的反硝化更加适用在低碳或者是低氮水体中。
  自养的反硝化反应和异养的反硝化来进行对比有两个优势,一个是自养的反硝化反应不用添加有机物来充当碳的作用,减少了污染水体处理的费用,另一个优势就是会生成比较少的污泥,能够让污泥的处理工作量减少到最少。所以,自养的反硝化细菌在治理污染水体中的脱氮过程中有着非常重要的意义。
  总结:
  现在的水污染非常地严重,人们对污水方面的处理问题也非常的关注。一些生活中的污水、工厂排出的废水等都会引发水体被污染的现象。尤其是水体中的氮污染非常地严重,已经成为了环保的焦点问题。采用反硝化的功能来进行生物脱氮,将污水中的氮污染转化成氮气排放到大气中去,就解决了这一问题,这在生物脱氮的研究中具有重要的意义。
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