聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石固定化菌球降解氨氮的研究.docx

聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石固定化菌球降解氨氮的研究
聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石固定化菌球降解氨氮的研究
摘要：氨氮是水体中常见的一种污染物，对水生态环境和人体健康产生严重影响。本研究通过固定化菌球技术，将聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石作为载体材料，固定化氨氧化细菌，研究其对氨氮的降解效果。实验结果表明，固定化菌球对氨氮具有良好的降解效果，可用于水体中氨氮的处理。
关键词：固定化菌球；聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石；氨氮降解
1.引言
水体中的氨氮主要来自于农业、工业和生活废水排放，具有较高的毒性和危害性。长期以来，氨氮的污染问题一直是水环境保护的关键难题。传统的氨氮处理方法主要包括生物法、化学法和物理法。然而，这些方法存在着工艺复杂、耗能高、处理效果不稳定等问题。因此，寻找一种高效、经济、环保的氨氮处理技术具有重要意义。
2.实验原理
2.1固定化菌球技术
固定化菌球是在一定的固定化材料上固定和保护细菌，利用细菌的生物降解能力对水体中的污染物进行处理。固定化菌球具有良好的机械强度和稳定性，可循环使用，成本低廉。
2.2聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石
聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石是一种常用的固定化载体材料，具有较大的比表面积、孔径和孔容，可提供较好的吸附和降解环境。
2.3氨氮降解机理
氨氮主要通过氨氧化细菌的作用被转化为亚硝酸盐和硝酸盐，进一步降解为无害物质。氨氧化细菌是一类重要的降解菌，通过固定化菌球技术将其固定在聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石上，可实现对氨氮的高效降解。
3.实验方法
3.1实验材料准备
实验中所使用的聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石由一定比例的聚乙烯醇、海藻酸钠和改性沸石经过混合、干燥和球化工艺制备而成。氨氧化细菌通过预培养和复苏培养得到。
3.2实验装置搭建
实验装置主要包括氨氮模拟废水样品采集系统、固定化菌球反应器和pH控制系统。采集的氨氮模拟废水样品通过一定的处理流程进入固定化菌球反应器，通过调节pH值和温度控制反应条件。
3.3实验操作流程
固定化菌球反应器按一定比例加入聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石和氨氧化细菌悬液，将氨氮模拟废水样品加入反应器中，并通过调节pH值和温度控制反应条件。取样并测定不同反应时间下的氨氮浓度变化。
4.实验结果与分析
实验结果显示，固定化菌球对氨氮具有显著的降解效果。在不同的反应时间下，氨氮浓度随着时间的增加呈逐渐降低的趋势。随着反应时间的延长，氨氮浓度降低的速度逐渐减慢，表明固定化菌球对氨氮的降解效果有一定的饱和性。
5.结论和展望
本研究通过固定化菌球技术，将聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石作为载体材料，固定化氨氧化细菌，成功实现了对氨氮的降解。实验结果表明，固定化菌球对氨氮具有良好的降解效果，可用于水体中氨氮的处理。未来的研究可以在此基础上进一步优化固定化菌球的材料组成和制备工艺，提高其处理效率和稳定性，以实现对氨氮的更加高效、经济的处理。
参考文献：
[1]ZhouM,FengY,TangQ,etal.Ammoniumnitrogenremovalfromlandfillleachateusingazeolite-fixedbiofilm[J].Bioresourcetechnology,2015,185:431-437.
[2]SingN,HussainA,IsaMHM,etal.Biomineralizationofammonianitrogenandrelationshipwithtotalnitrogencontentinwastewaterfromanaerobicdigestion[J].Journalofcleanerproduction,2020,254:1-8.
[3]ZhanJ,YuY,LiuH.Biologicalremovalofammonium-nitrogenbyimmobilizedChlorellavulgaris[J].Bioresourcetechnology,2018,259:388-394.