生物脱氮新技术.docx
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生物脱氮新技术
生物脱氮新技术
★废水物化脱氮技术
1.空气吹脱法:
利用废水中所含氨氮的实际浓度和平衡浓度之间存在的差异,在碱性条件下用空气吹脱,使废水中的氨氮不断地由液相转移到气相中,达到从废水中去除氨氮目的。
2.折点氯化法:
将氯气或次氯酸钠投入污水,将废水中的氨氮氧化成N2的化学脱氮工艺。
可作单独工艺,也可对生物脱氮工艺的出水进行深度处理。
出水可控制氨氮在0.1mg/L。
3.选择性离子交换法:
离子交换中固相交换剂和废水中NH4+间进行化学置换反应。
设备简单、易于操作,效率高;离子交换剂用量大,需频繁再生。
对废水预处理要求高,运行成本高。
4.化学沉淀法:
投加Mg2+和PO43+,使之与氨氮生成难溶复盐MgNH4PO4·6H2O沉淀物,从而达到脱氮目的。
可以处理各种浓度的氨氮废水,特别是高浓度氨氮废水。
5.化学中和法:
浓度大于2%-3%的氨的碱性废水要先考虑回收利用,制成硫铵。
不易回收的可与酸性水或废气(CO、CO2、SO2)中和,若中和后达不到要求,补加化学药剂再中和。
6.乳化液膜分离法:
含氨废水以选择透过液膜为分离介质,在液膜两侧通过被选择透过物质(NH3)浓度差和扩散传递为推动力,使透过物质(NH3)进入膜内,达到分离的目的。
第一部分
★传统废水生物脱氮过程和原理
一、废水的脱氮过程主要包括:
1.有机氮通过氨化作用转变为氨氮;
2.氨氮通过好氧硝化作用转变成硝态氮(NO2-,NO3-);
3.硝态氮通过厌氧反硝化作用转化为氮气。
废水中的生物脱氮作用
氨化作用
有机氮通过酶和微生物的作用释放出氨氮的过程,成为氨化作用或氮素矿化。
微生物:
细菌、各种霉菌。
硝化作用
指微生物将NH4+氧化成NO2-,再进一步氧化成NO3-的过程。
微生物:
亚硝化菌:
亚硝化单胞菌(Nitrosomonas),将NH4+氧化成NO2-;硝化菌:
硝化杆菌(Nitrobacter),将NO2-氧化成NO3-。
(自养型微生物)
反硝化作用
将NO3-或NO2-还原成N2或N2O的过程。
微生物:
硝化菌(异养型微生物)
二、影响因素
⑴pH:
通常把硝化段运行的pH控制在7.2-8.2,反硝化段pH控制在7.5-9.2。
⑵温度:
硝化反应适宜温度为30~35℃,在此范围反应速率随温度升高而加快。
温度<5℃时,硝化菌完全停止活动;在同时去除COD和硝化反应的体系中,温度<15℃,硝化反应速率会迅速降低,对硝化菌的抑制就更加明显。
反硝化反应适宜温度15~30℃,温度<10℃,反硝化反应停止。
温度>30℃,反应速率开始下降。
也有实验研究表明:
温度对反硝化速率的影响大小,与反应设备的类型、负荷率的高低等都有直接关系。
⑶溶解氧:
硝化在有氧条件下进行,活性污泥中,DO≥2mg/L,一般在2-3mg/L;生物膜法≥3mg/L。
当DO<0.5-0.7mg/L,硝化过程受到抑制。
反硝化在缺氧下进行,对于活性污泥系统,DO<0.5mg/L;对于生物膜系统,DO<1.5mg/L。
⑷碳源:
废水中所含有机碳源
废水中的有机基质。
一般,BOD5/TN≥3:
1,可达到脱氮目的。
最经济。
外加碳源
BOD5/TN﹤3:
1,需外投碳源,常用:
甲醇
内碳源
活性污泥微生物死亡、自溶后释放出来的有机碳,也称二次性基质。
⑸污泥龄:
污泥龄必须大于自养型硝化菌的比生长速率。
否则,污泥龄过短会导致硝化细菌的流失及硝化速率的降低。
污泥龄一般控制在3-5d以上,最高可达10-15d。
污泥龄较长可增加微生物的硝化能力,减轻有毒物质的抑制作用,但也会降低污泥的活性。
⑹抑制物质:
某些有机物和一些重金属、硫及其衍生物、游离氨等有毒有害物质在达到一定浓度时会抑制硝化反应的正常进行。
而反硝化反应与硝化过程比较,抑制物质对反硝化影响相对较小。
⑺循环比:
内循环的取值与要求达到的处理效果以及反应器类型有关,适宜的循环比应通过试验或对运行数据的分析确定。
有运行数据确证:
内循环比<50%,脱氮率很低;<200%,脱氮率随循环比增高而显著上升;>200%,脱氮率提高较为缓慢。
一般情况,对低氨氮浓度的废水,回流比在200%-300%较为经济,但对活性污泥系统取值可高达600%,而对于流化床,为使载体流化需更高的循环比。
★传统硝化反硝化工艺
1.活性污泥法脱氮传统工艺
2.缺氧好氧脱氮工艺(A/O)
3.Bardenpho工艺
4.UCT工艺
★传统生物脱氮工艺存在的问题
1.硝化菌群增值速度慢,且硝化菌时代时间长,难以维持较高生物浓度,因此造成系统总水力停留时间较长、有机复合较低,增加基建投资运行费用。
2.传统工艺中的反硝化过程需要一定量的有机物,而废水中的COD经过曝气后有一大部分被去除,因此反硝化是往往要另外加碳源,增加运行费用。
3.为中和硝化过程中产生的酸度,需要加碱中和,增加处理成本;
4.氨氮完全硝化需要大量的氧,使动力费用增加;
5.抗冲击能力弱,高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长;
6.系统为维持较高生物浓度和获得良好的脱氮效果,必须同时进行污泥回流和硝化液回流,增加了动力消耗及运行费用;
7.运行控制相对较为复杂等。
第二部分
★脱氮理论新认识
亚硝化反应和硝化反应是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应,而参与作用的亚硝化菌和硝化菌因其世代周期、生长速率等的不同,可以互相分开;生物脱氮可经历以NO2-为电子受体的反硝化反应过程。
硝化反应不仅由自养菌完成,某些异养菌业可以进行硝化作用;一些硝化细菌除了能进行正常的硝化作用外,还能进行反硝化作用;如Nitrosomonaseuropaea和Nitrosomonaseuropha等;
反硝化不只在厌氧条件下进行,某些细菌也可以在好氧条件下进行反硝化,如Thiosphaerapantotropha等。
在厌氧条件下,发现某些细菌在硝化反硝化反应中能利用NO3-和NO2-做为电子受体将NH4+氧化成N2和气态氮化物。
★生物脱氮新技术
●一、亚硝酸型硝化反硝化技术;
●二、同时硝化反硝化技术;
●三、厌氧氨氧化技术;
●四、好氧反氨化技术;
●五、电极生物膜反硝化技术
这些技术弥补了传统硝化技术的缺陷,提高了脱氮效率,降低了废水脱氮成本,也填补了高浓度含氮废水没有直接脱氮技术的空白。
●一、亚硝酸型硝化反硝化脱氮技术
1.原理:
将硝化过程控制在HNO2阶段而终止,随后进行反硝化。
2.特点:
一方面:
亚硝化菌世代周期比硝化菌世代周期短,污泥龄也短,将硝化反应控制在亚硝化阶段易提到微生物浓度和硝化反应速度,缩短硝化反应时间,从而可以减少硝化反应器容积,节省基建投资;另一方面:
从亚硝化菌的生物氧化反应可以看出,控制在亚硝化阶段可节省将NO2-氧化成NO3-的氧量。
此外从反硝化角度看,从NO3-还原到N2比从NO2-还原到N2需要的氢供体多。
3.亚硝酸型硝化影响因素:
控制硝化停止在HNO2阶段是实现亚硝酸型生物脱氮技术的关键,实现亚硝酸型硝化的关键在于将NH4+氧化控制在NO2-阶段,阻止NO2-的进一步氧化。
因此如何持久地维持较高浓度NO2-的累积及影响NO2-累积的因素成为研究的重点和热点所在。
溶解氧、游离氨、pH值、温度、有机质、污泥龄、有害物质
4.亚硝酸型反硝化影响因素:
有机碳源种类与浓度、pH值、亚硝酸氮浓度、溶解氧、温度、工艺条件
5.亚硝酸型硝化的控制途径:
1).氨氧化菌的纯种分离与固定化技术
2).控制温度造成不同增长速率形成的分选途径;
3).游离氨抑制亚硝酸盐氧化菌增长的选择性抑制途径;
4).控制亚硝酸盐氧化菌基质,造成两类细菌增长速率不同的氧缺乏竞争途径。
亚硝酸型硝化的控制途径对比
方法
原理
优点
缺点
亚硝化菌培养
亚硝化程度高
过于昂贵,不实用
温度控制分选途径
较高温度下亚硝化菌占优势
硝化程度好,已初步应用
大量废水的升温经济上不允许
游离氨抑制
自由氨对硝化菌有抑制作用
可以通过调节pH实现
硝化菌可以逐渐适应
低溶解氧抑制
低溶解氧条件下亚硝化菌占优势
容易控制
亚硝化程度很难达到完全
6.亚硝酸型硝化反硝化脱氮技术典型工艺介绍
SHARON工艺
OLAND工艺
◆SHARON工艺—荷兰Delft技术大学开发的一种新型生物脱氮技术。
1)原理:
在同一个反应器内,先在有氧条件下,利用亚硝化菌将氨氮氧化成NO2-,然后在缺氧条件下,以有机物为电子供体,将亚硝酸盐反硝化,生成N2。
2)工艺核心:
应用了硝化菌和亚硝化菌的不同生长速率,即在高温(30-35℃)下,亚硝化菌的生长速率明显高于硝化菌的生长速率,控制水力停留时间HRT介于硝化菌和亚硝化菌最小停留时间之间,从而使亚硝化菌具有较高的浓度而硝化菌被自然淘汰,从而维持稳定的亚硝酸累积。
3)工艺优点:
1.硝化和反硝化在一个反应器内完成,简化了工艺流程;
2.因为工艺污泥不停留,减少了反应器的体积和污泥处理费用;
3.硝化产生的H+可以被随后进行的反硝化中和,减少了投加中和剂的费用;
4.硝化阶段可以减少25%曝气量,反硝化可以减少40%;
5.具有较高的反硝化率,反应时间短,反应器容积可减少30-40%;污泥产量减少,其后硝化过程可减少污泥33-35%左右,反硝化过程可少产污泥55%左右。
4)存在问题:
反应若不彻底,NO2-”三致“物质。
与芳香胺反应生成其它亚硝化副产物,更有害。
对大多数废水,尤其在冬季和低温的北方,不易实现。
◆OLAND工艺—氧限制自养硝化反硝化工艺OLAND由比利时Gent微生物生态实验室开发。
1)原理:
工艺由两过程组成:
第一是在限氧条件下,将废水中的NH4+氧化为NO2-;第二是在厌氧条件下,上一过程中生成的NO2-与剩余的部分NH4+发生ANAMMOX反应,以达到脱氮效果。
2)工艺关键:
控制溶解氧。
由限氧部分硝化作用和厌氧氨氧化作用两部分组成。
3)优点:
1.大大减少了硝化过程氧气的需要量;
2.工艺系统中起作用的耗氧氨氧化菌(主要是亚硝化单胞菌和硝化杆菌)和厌氧子氧菌在限氧条件下,生长都非常缓慢,产生的生物量很少,所以产生污泥少。
降低运行成本。
4)缺点:
1.在低氧条件下实现,对于悬浮系统活性污泥易解体和发生丝状膨胀。
2.微生物生长缓慢,使工艺启动时间长。
●二、同时硝化反硝化脱氮技术
硝化和反硝化反应发生在同样的处理条件及同一处理空间。
为在同一反应器内同时实现硝化、反硝化和除碳提供了可能。
机理主要有:
宏观环境理论、缺氧微观环境理论、微生物理论。
1.宏观环境理论:
反应器内混合形态不均匀,如充氧装置不同,形成缺氧或厌氧段,此为反应器的大环境,即宏观环境。
2.微观环境理论:
活性污泥菌胶团内部和生物膜内部存在多种微环境(厌氧),氧梯度存在。
由于缺氧微环境的形成有赖于系统中DO浓度以及微生物絮体结构特征,因此控制DO浓度及微生物的絮体结构(污泥颗粒大小及密实度)对能否进行耗氧条件下反硝化及其发生的程度至关重要。
3.微生物理论:
好氧反硝化菌的分离。
技术特点:
1.硝化过程中碱度被消耗,但在同时反硝化过程中亦会产生碱度,由此能有效地保持反应器中pH稳定,且无需添加外碳源,考虑到硝化菌最适宜pH很窄,仅为7.5-8.6,因此此点很重要。
2.反硝化和硝化反应同时进行,对连续运行的同时硝化反硝化工艺污水处理厂,可省去缺氧池的费用,或至少减少其容积。
对仅有一个反应池的序批式反应器来讲,同时硝化反硝化能降低实现完全硝化、反硝化所需的时间。
3.实现亚硝酸型硝化反硝化途径可避免NO2--N氧化成NO3--N及NO3--N再还原成NO2--N这两个多余反应,从而在好氧段可节省约25%的O2,缺氧段可减少40%的有机碳,反硝化速率提高63%。
●三、厌氧氨氧化技术
1.原理及优点:
指在厌氧或缺氧条件下,微生物直接以NH4+作为电子供体,以NO3-或NO2-作为电子受体,将NH4+、NO3-或NO2-转变成N2的生物氧化过程。
在此过程中,NH4+的氧化无需分子态氧的参与,而NO2-的还原也无需有机物的参与。
厌氧氨氧化技术是目前已知的最经济的生物脱氮途径,与传统的硝化反硝化技术相比具有需氧量低、运行费用低和不需外加碳源等优点。
2.技术特点:
1.由于氨直接用作反硝化反应的电子供体,可免去外源有机物(如甲醇),既可节约运行成本,又可防止二次污染。
2.硝化反应每氧化1molNH4+耗氧2mol,而在厌氧氨氧化反应中,每氧化1molNH4+只需0.75mol氧,耗氧量下降62.5%,所以,可使供氧能耗大为降低。
3.氨厌氧氧化的生物产酸量大为降低,为传统的硝化反应产酸量的一半,产碱量降至为零,可节省中和所需的化学试剂,降低运行费用,也可减轻二次污染。
4.厌氧氨氧化技术无需外加碳源,大幅度减少曝气量,污泥产生量和CO2排放量可减少90%,具有可持续发展意义。
典型工艺:
SHARON-ANAMMOX工艺、CANON工艺、OLAND工艺
1.SHARON-ANAMMOX工艺
用SHARON工艺作为硝化反应器,而ANAMMOX工艺作为反硝化反应器进行组合的工艺。
一般情况下,SHARON工艺可以控制部分硝化,使出水中NH4+和NO2-的理论比例近似达到1:
1,从而可以作为ANAMMOX工艺的进水,组成一个新型的生物脱氮工艺。
优点:
大大提高污水管理的效率。
由于工艺无需外加碳源,因此只需对脱氮过程进行控制,避免了在传统硝化过程中COD的控制;此外与传统的硝化反硝化工艺相比,该工艺可以节约氧气50%,无需外加碳源,污泥产量低,而且不向环境排放CO2还能消耗CO2。
总体上,与传统工艺比较,可节约90%的运行成本,具有很好的应用前景。
适用范围:
污泥浓缩排放污水(污泥上清液)和高氨氮、低碳源工业废水的处理。
2.CANON工艺—生物膜内自养脱氮工艺
该工艺是指在单个反应器或生物膜内,通过控制溶解氧实现亚硝化和厌氧氨氧化,从而达到除氨的目的。
CANON工艺是基于亚硝化和厌氧氧化技术而发展的。
3.OLAND工艺—限制自养硝化反硝化
限氧亚硝化与厌氧氨氧化偶联的一种新颖的生物脱氮反应系统,由比利时Gent大学微生物生态实验室开发。
其核心技术是在限氧亚硝化阶段通过严格控制溶解氧水平(0.1~0.3mg/L),在限氧条件下将50%NH4+转化为NO2-,实现硝化阶段稳定的出水比例[NH4+/NO2--=1:
(1.2±0.2)],从而为厌氧氨氧化阶段提供理想的进水,提高整个系统的脱氮效率。
●四、好氧反氨化技术
1.本质:
是以无机物质作为电子供体的生物脱氮作用。
2.原理:
根据对垃圾渗滤液生物转盘系统的研究,SiegristH等提出了两种假设机理模式:
1).在生物转盘上,Nitrosomonas分布于生物膜的表层,从外界过的氧气并把氨氮氧化成羟胺的中间体,并进一步生成亚硝酸盐氮后通过扩散进入生物膜内层,在生物膜内再进一步转化为N2。
2).分布生物膜表层的Nitrosomonas和Nitriteoxidizer从外界获得氧气,把氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮;亚硝酸盐氮和氨氮通过扩散作用进入生物膜内层,两者在生物膜缺氧部位进行厌氧氨化氧化反应而被同行去除。
按照这种模式,好氧反氨化脱氮是由硝化细菌与厌氧氨化氧化菌协同完成的。
3.技术特点:
主要特征:
1).该过程由自养菌完成的,无需外加碳源,可节省大量成本,防止二次污染;
2).反应要求在低溶解氧的条件下进行,但并不严格要求厌氧,因此在实际操作中相对较容易控制;反应对氧气的需求减少,亦可降低能耗;
3).采用亚硝酸型消化反硝化工艺,将反应控制在亚硝化阶段,缩短了反应流程和反应时间;
4).结合了同步硝化反硝化工艺,使硝化反硝化反应在同一个反应器里进行,并具有较强的抗冲击负荷能力;
5).该技术对亚硝态氮的供应没有要求,含有高氨氮的废水可以直接进入反应器。
4.存在的问题:
1).对环境条件较为严格,此类自养菌的生长繁殖较为缓慢,如何较快的富集并形成稳定的生物膜使之发生好氧反氨化过程,有待于进一步研究。
2).现在两种膜好氧反氨化模式都是要经过亚硝酸盐氮阶段,如何持续稳定的获得亚硝酸盐氮的积累并非易事,目前对此现象的理论解释还不充分,仍有待进一步的研究和探讨。
3).对该技术的机理还缺乏深入的认识,参与反应的菌群还需要进一步研究。
4).对影响反应的参数还没有深入的认识,同时也未建立起成熟的反应数学模型。
●五、电极生物膜反硝化技术(不考)
1.定义及原理:
即采用固定化技术将提纯的反硝化菌固定在阴极表面,再低直流电的作用下,阴极水电解产生的氢作为电子供体在酶的催化作用下供给阴极上的生物膜或反硝化细菌,在自养条件下发生生物反硝化反应使硝酸盐氮还原。
此法因有着脱氮效率高、运行管理方便、处理费用低等优点,正逐渐成为国内外研究的热点。
2.技术特点:
电极生物膜法是近年来发展起来的一项新型自养反硝化脱氮处理技术,其优点主要体现在以下几方面:
1).可利用电极作为生物膜载体,又可利用阴极微电解水释放出H2和阳极碳氧化产生的CO2为反硝化菌提供碳源和供氢体。
反应物CO2溶解于水,并有部分转化为H2CO3、HCO3-等,均可被生物膜中的微生物高效利用。
同时CO2和HCO3-等向生物膜内扩散,可中和反硝化脱氮产生的OH-,这对pH值起到一定的缓冲作用,增强厌氧环境,有利于生物脱氮。
2).通过微电解产生的氢最初是以原子形式吸附在电极上,因此可以直接用于还原硝酸氮,而无需像外加的氢气那样需要经过溶解-传质-吸附-解理成原子等一系列过程。
由于氢是从生物膜外电场吸引力作用而穿透生物膜向内扩散的,所以生物膜中的微生物能够高效利用氢进行反硝化作用。
且阴极上产生的氢气又通过生物膜溢出,在生物膜附近形成缺氧环境,有利于反硝化菌生长,同时克服了外加氢气法面临的氢气溶解度低、利用绿地及运输贮存要求高等缺点。
3).该法中,生物膜中微生物处于直流电场的场效应中。
微生物细胞是一个复杂的多酶系统,微生物处于适宜的电场中就有可能产生电催化,激活或增强某些酶的活性,从而促进酶的生物活性反应,提高微生物反硝化脱氮速率。
3.研究方向及趋势:
1).进一步研究水中各种污染物的降解途径及作用原理,摸索电场效应与脱氮速率内在关系;探索适于电极生物膜系统的最佳设计方案,提高相应设备的利用效率,扩展其工程实践。
2).研究电极生物膜法在脱除硝酸氮素的同时除去有机物的效果,同时研究电极微生物膜法与处理技术、自动化技术的结合,从而进一步有效去除水体中的污染物质病扩展该法的应用范围。
3).工业废水中含有一定量的有毒有害物质,干扰生物处理系统。
因此,研究工业废水中各种成分对反硝化反应的影响,考虑如何减少或避免其负面作用,提高反硝化效率是将来的方向之一。
4).研究电极生物膜法用于给水处理时,生物处理过程中的产物可能对人类的影响,如生物反应的代谢产物(内毒素、溶解性代谢产物等)未完全分解的有机化合物等及其对人体健康的影响。
第三部分
★EM脱氮技术
一、EM定义:
是有效微生物的缩写。
EM不是单一的,也不是几种特定的微生物,而是有效微生物有机结合,它是以光合细菌、酵母菌、乳酸菌和放线菌等为主的5科10属80多种有益微生物复合培养而成的一种新型微生物活菌剂。
二、EM处理废水的特点:
优点:
1.工艺设备简单,可减少曝气时间,节约能源,工程投资及运行费用少,无二次污染。
2.增加生物相,对污染物降解能力强,减少病原性微生物及不良藻类,从而减少灭菌剂的用量,也可增加微生物区西,克服活性污泥法存在的投资成本高、运行费用高、管理复杂等弊端。
3.提高处理出水的水质和水质的稳定性,减少剩余污泥产生量,抑制浮渣的产生。
4.减轻或消除废水处理过程中产生的恶臭,明显改善生产、生活环境。
三、存在的问题:
1.在EM对水处理的试验研究过程中,单因子试验研究多,综合试验研究相对较少。
2.大多数试验只对EM作用表象进行研究,即应用效果研究多,而EM对各种污染物质的作用机理研究较少。
3.大多研究多进行了小试、中试或实践研究,但从理论上对EM的研究甚少,包括动力学模型等系列理论知识甚为缺乏。
四、EM脱氮原理:
硝化过程的作用机理:
上面反应主要是由EM菌群中的细菌等将NH4+-N转化为亚硝酸或硝酸之后再进行反硝化脱氮。
EM脱氮在好氧条件下比在厌氧条件下效果要明显得多,曝气为好氧提供条件,EM加入促使了硝化反应,同时也加快了硝化反应进程。
反硝化过程机理:
在厌氧状况下,污水中硝酸盐、亚硝酸盐经EM中的反硝化菌作用还原成氨和N2,并以气体形式释放,达到污水脱氮的目的
第四部分
★固定化微生物脱氮技术
一、定义:
国定化微生物技术(immobilizedmicroorganisms,IMO)是现代生物工程领域中的一项新兴技术,是通过化学或物理的手段将游离细胞或酶定位于限定的空间区域内,使其保持活性并可反复利用的方法。
二、固定化微生物技术分类:
固定化酶技术、固定化细胞技术、固定化藻技术。
三、固定化微生物技术制备方法:
结合法、吸附法、包埋法、共价法、交联法。
1.结合法:
利用在体育微生物间的范德华力将微生物吸附在在体表面而固定化的方法。
该法操作简单、固定化过程对细胞活性影响小,但所固定的微生物易受所用载体的种类及表面积的限制,同时,载体与微生物间的吸附轻度也不够牢固。
因此常采用引入疏水和清水的配位体后制成载体衍生物,再来固定化微生物。
2.吸附法:
包括物理吸附和离子吸附两类。
物理吸附是使用具有高度吸附能力的硅胶、活性碳等吸附剂将微生物吸附到表面使之固定化。
离子吸附是微生物在解离状态下因静电引力的作用而固着于带有相异电荷的离子交换剂上。
吸附法相对来说操作简单,对微生物的活性影响小,但所能固定的生物量少。
3.包埋法:
将微生物包埋在凝胶的微小格子或微胶囊等有限空间内,微生物被限制在该空间内不能离开,而底物和产物能自由地进出这个空间。
包埋法是目前研究最广泛的固定化方法,可分为高分子合成包埋、离子网络包埋及沉淀包埋。
该法操作简单,对微生物活性影响小,可将微生物锁定在特定的高分子网络中,因此制作的固定化微生物小球的强度高。
但包埋材料会在一定程度上阻碍底物和氧扩散,对大分子底物不使用。
4.共价法:
微生物细胞表面上的功能团与固定相支持物表面的反应基团之间形成的化学共价键连接而形成固定化微生物。
5.交联法:
利用两个功能团以上的试剂直接与微生物细胞表面的反应基团如氨基、烃基等进行交联,形成共价键来固定微生物。
此两种方法都因化学反应条件剧烈,对微生物活性影响大,故不常用。
6.聚集-交联固定法:
适用凝聚剂将菌体细胞形成细胞聚集体,再利用双功能或多功能交联剂与细胞表面的活性基团发生反应,使细胞彼此交联形成稳定的立体网状结构。
这样高效菌体不易流失,生物浓度高,而使处理效果提高。
7.无载体固定化方法:
利用某些微生物具有自絮凝形成颗粒的特性,使微生物产生自固定。
此法是一种全新的概念。
在自絮凝颗粒形成过程中,同时形成了微生物适宜的生态环境,使之有利于微生物代谢之间的协调。
具有显著的优势。
四、固定化微生物脱氮技术特点:
1.可以通过高浓度的固定细胞,提高硝化和反硝化速率;
2.固定化细胞的适应性强,抗冲击负荷,在低温、低pH值下都有较好的脱氮效果。
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