利用固相反硝化同时去除水中硝酸盐和 4-氯酚
王旭明
1
,
2
王建龙
1*
(1. 清华大学核能与新能源技术研究院环境技术室,北京 100084;2. 吉林大学植物科学学院,长春 130062)
摘要:研究了固相反硝化技术同时去除水中硝酸盐和 4-氯酚的可行性。结果表明,以可降解餐盒为碳源和微生物附着载体
进行异养反硝化,能有效去除水中的硝酸盐。在批式实验条件下,当 NO
3
-
-N 初始浓度为 50mg/L 时,平均反硝化速率为
24.0mg/(L•h)。当 4-氯酚浓度低于 30mg/L 时,对反硝化脱氮有促进作用;大于 40mg/L 时,对反硝化有抑制作用。在反硝化
条件下,当 4-氯酚的初始浓度分别为 5mg/L 和 30mg/L 时,8h 后其去除率分别为 90%和 71%,4-氯酚的去除是由于可降解
餐盒的吸附作用及附着微生物的降解作用
。
关键词:可降解聚合物;固相反硝化;硝酸盐;4-氯酚
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:0250-3301(2008)
Simultaneous Removal of Nitrate and 4-chlorophenol from Contaminated Water Using
Solid-Phase Denitrification Process
WANG Xu-ming
1
,
2
, WANG Jian-long
1*
(1. Laboratory of Environmental Technology, INET, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. College of Plant Science, Jilin
University, Changchun 130062, China)
Abstract: A novel biodenitrification process, termed as “solid-phase denitrification”, was used to simultaneously remove nitrate and
4-chlorophenol (4-CP) from water. The experimental results indicate that nitrate can be effectively remove using biodegradable meal
box (BMB) as carbon source and biofilm carrier of denitrifying microorganisms. Volumetric denitrification rate was 24.0mg/(L•h)
with the 50mg/L of initial NO
3
-
-N concentration under the batch experiments. Denitrification was facilitated with 4-CP concentration
less than 30mg/L, and was repressed with over 40mg/L of 4-CP. When the initial concentration of 4-CP was 5mg/L and 30mg/L, the
removal efficiency of 4-CP was 90% and 71% within 8h under denitrifying condition, respectively. 4-CP removal was due to both the
absorption onto BMB and degradation by microorganisms attached to BMB.
Key words: biodegradable polymer; solid-phase denitrification; nitrate; 4-chlorophenol (4-CP)
近年来,硝酸盐浓度的不断增加成了世界范围内水体污染的突出问题
[1
,
2]
。我国的很多地区用作饮用
水的地下水都有硝酸盐含量超标的报道
[3~5]
。硝态氮的去除方法有物理化学法和生物反硝化法 2 大类,从
彻底消除硝酸盐污染和降低脱硝成本的两个方面看,生物反硝化方法都是目前实用的最好方法
[1
,
6
,
7]
。异
养反硝化工艺通常需要投加甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖等可溶性碳源。虽然这种传统的异养反硝化工艺在
投资和运行费用方面优于自养反硝化,但仍然存在不少问题,例如存在外加液体碳源过量的风险;系统的
稳定运行和维护比较困难,尤其在进水硝酸盐有波动的情况下,碳源投加量的调控更加困难。
基于传统异养反硝化工艺存在的弊端,部分研究者采用水不溶性固体有机物,如棉花、麦秆、PHAs(聚
羟基脂肪酸酯) 、PCL(聚己内酸酯)等作为反硝化菌的碳源
[7~12]
,为硝酸盐的还原提供还原力,这种工
艺称为“固相反硝化(solid-phase denitrification)”
[11]
。相比传统的反硝化工艺,该工艺的优点主要表现在
固体碳源既可作为生物膜的载体,又能为反硝化作用提供还原力,系统易于调控,避免了传统工艺中碳源
投加容易过量,影响出水水质的风险,有利于水处理系统的稳定运行。
―――――――――――――――――――――――――――
高等学校博士学科点专项科研基金项目(20050003023)
作者简介:王旭明(1972~),男,博士,副教授,主要研究方向为环境微生物技术,E-mail:xmwang@mail.tsinghua.edu.cn
*通讯联系人,E-mail: wangjl@tsinghua.edu.cn
http://www.paper.edu.cn