在MBR中利用农业废弃物作为固体碳源和生物膜载体的比选与应用VIP免费

在MBR中利用农业废弃物作为固体碳源和生物膜载体的比选与应用重点：1.农业废弃物可用作碳源和生物载体。2.出水COD出现轻微增加，但处于可接受范围。3.混合液和微生物活性没有被农业废弃物影响。4.稻秆在TN去除上是最有效的。摘要这篇文献研究了农业废弃物作为固体碳源的可行性和所确定的农业废弃物在提高反硝化能力上的效果。八种农业废弃物分别在MBR实验中评估了它们的释碳能力、反硝化性能、浸出液元素和表面性状。结果表明了丝瓜络、麦秆、玉米芯和稻秆具有较高的释碳能力，可达到13.17-21.07mg/(g•day)COD、3.33-7.33mg/(g•day)BOD5和8.64-10.71mg/(g•day)可利用碳。相应的，它们表现出良好的反硝化性能，可达到105.3-140.1mgNO3-/gN。接着选取稻秆、丝瓜络和玉米芯应用在MBR中。结果表明这三种农业废弃物在促进反硝化过程上是有效的，TN去除率从43.44%（对照MBR实验）分别增长到82.34、68.92和62.97%。关键词：农业废弃物；固体碳源；生物膜载体；C/N比；反硝化1.引言生物反硝化作用是从污水中脱氮中的一种可靠方法，并且反硝化率很大程度上依赖与所使用基质的C/N比。但是，由于实际污水的较低C/N比，一般低于4或者5，限制了由异养菌主导的反硝化效果。作为外加碳源和电子供体的甲醇、乙醇和醋酸通常为反硝化菌而添加，但是它们通常都需要高成本、高耗能和高运行条件。因此，在生物脱氮系统中选择应用合适的碳源和控制合适的C/N比是非常重要的。同时，中国每年产生大量的农业废弃物。根据中国统计年鉴[7]，在2002~2011年中国主要食用农作物的年平均废弃物产量达到5.2×108吨，并且19%直接露天焚烧。大规模的焚烧农业废弃物不仅造成严重的空气污染，同时浪费了大量经济生物资源，这已经演变成一个严重的社会环境问题并引起了公众的关注。如何有效的利用农业废弃物不仅成为解决大气污染的迫切需求，同时也是发展资源节约型社会的基本要求。幸运的是，人们已经注意到农业废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，因此它们可作为持续缓释碳源和增长的生物群落载体，这使得农业废弃物成为了反硝化菌所需的最具潜力的固体碳源和生物膜载体。这些农业废弃物因其在硝化反应和COD去除中最小的副作用、最低的花费和在同步硝化反硝化上最好的效果而非常有应用前景。一些实验已经验证了农业废弃物作为外加碳源在反硝化中的效果[8-12]。像玉米、麦秆、稻壳和稻秆等碳源已经用于实验，结果证明了这些材料可以用于提升反硝化能力的修正基底。前人的研究更多的关注于不同的碳基底在反硝化中的效果，而较少的关注了作为电子受体的碳源在反硝化过程中的特性和农业废弃物作为传统碳源的替代品在污水处理中的影响效果。因此，本研究的首要目的是评估农业废弃物作为固体碳源和生物膜载体的可行性。第二个目的是考查所选农业废弃物在提高脱氮方面的效果。本研究中，在同一批实验中检查了八种农业废弃物的释碳能力、反硝化性能、浸出液元素和吸附能力。在随即的考查中，所选农业废弃物被应用于不同的MBR中去提高反硝化效果。不同农业废弃物在MBR中的应用效果最终和对照MBR（无任何外加条件）实验做比较。2.材料和方法2.1实验材料实验采用的玉米芯、花生壳、丝瓜络、麦秸、棉秆、稻草、稻壳、芦苇等8种常见农作物废弃物材料收集于江苏省南京市江宁地区。收集后切割成直径为0.5~2mm不规则大小，干燥后备用。2.2农业废弃物的比选2.2.1释碳能力试验COD、BOD5和可吸入碳值被用于来描述不同的农业废弃物的碳释放能力。COD和BOD5释放实验,分别称取3g(干重)农作物废弃物材料进行灭菌操作后放人500ml锥形瓶中，用400ml去离子水浸泡，置于25℃恒温培养箱中，分别于第1、2、4、6、9、12天时取样分析不同农作物废弃物浸出液中COD浓度，在第6天时取样分析农作物废弃物浸出液中BOD5值。瓦讷克等人对测量可吸入C的方法进行改良。0.5克干重的农业废弃物和来自膜生物反应器的100毫升的活性污泥混合液（污泥浓度为8156毫克/升）被添加到600毫升的密封瓶。在30毫升小烧杯中填充15毫升的0.5MKOH放入罐中使与二氧化碳分离。封瓶后，上部空间用氮气气冲洗10min，然后在25◦C培养4天。在室内培养后，从烧瓶取出5毫升的C...