文/风车

一、水体中氮素的危害水体中所含的氨氮，特别是封闭水体中的氨氮最突出的危害就是造成水体富营养化。大量溶解性营养盐类进入水体，使水中藻类等浮游生物大量繁殖，而后引起异养微生物旺盛代谢活动，耗尽水中溶解氧，恶化水质，导致水晶虾死亡。氮污染导致的溶解氧量大量下降是造成水体富营养化的主要原因之一，1mol 氨态氮氧化成硝态氮需硝化 4mol 氮，按重量记，耗氧重量高达氨态氮重量的 4 . 57 倍。

当水体中 pH 值较高时，氨态氮以游离氨的形式存在。游离氨对水体中的水晶虾产生毒害，会使水晶虾正常的血红蛋白会被氧化成高铁血红蛋白，失去在体内输送氧的能力，从而出现缺氧症状甚至发生窒息现象。亚硝酸盐会在消化系统中与氨氮结合形成亚硝基胺或其化合物，长时间作用于水晶虾是致命的，幼虾比成虾对硝态氮的耐受能力差，更易受到危害。

二、好氧反硝化细菌。所谓好氧反硝化菌就是指在有氧条件下能够进行反硝化作用的微生物。有些好氧反硝化菌同时也是异养硝化菌，能直接把氨转化为最终气态产物逸出。好氧反硝化菌的反硝化作用过程包括四个还原步骤，分别由硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶、一氧化二氮还原酶催化完成。

硝化和反硝化可以同时在一个具有好氧条件的反应器内完成，即所谓的同步硝化好氧反硝化。与传统的细菌厌氧反硝化相比，作为生物脱氮新技术之一的细菌好氧反硝化更具有独特优势： （一）好氧反硝化菌能在有氧条件下进行反硝化，使得同步硝化／反硝化成为可能，硝化反应的产物可直接成为反硝化反应的底物，加速了硝化一反硝化进程。同时，反硝化作用补偿硝化反应消耗的碱度，维持了反应系统中 pH 值的稳定。（二）大部分好氧反硝化菌适应性较强，生长速度快，产量高并且溶解氧浓度要求较低，反硝化速度快且彻底，适合调理积氮氮素污染的水体。

三、磁场的物理力学效应外加磁场产生磁力的能够实现废水中磁性颗粒的分离主要是利用了磁分离过程中磁场所产生的洛仑兹力、磁致胶体效应、磁絮凝等物理作用。把己磁化的磁粉和絮凝剂投加到要处理的污水中并进行搅拌，油滴、颗粒物及胶体物质等污染物质就会附着到磁种上，可以使污水中的污染物分离，从而净化污水。

四、磁场对水中微生物的作用（一）磁场对水中微生物生长代谢的影响：磁场类型、磁场强度、作用时间以及生物细胞结构的不同，所引起的生物学效应也不同。过对比不同强度磁场对微生物生长的影响发现： 100mT 场强作用下会对放线菌和真菌表现出正效应，而对细菌的生长显示出抑制作用，而在 300mT 场强作用下，不同类群的微生物数量均有不同程度的增长。通过磁化处理污水的生物效应实验，磁通密度为 0 . 37T 时，好氧微生物活性增加了 17 . 3 % ，水藻的初级生产力由对照样的每天 8 ' 419 / m3 提高到每天 16 . 99 / m3 。水的渗透压和水中溶解氧浓度上升，使物质传递扩散的速率加快，同时也有利于微生物对氧的吸收利用。（二）磁场对微生物酶活性的影响：磁场可以影响微生物酶的活性，它可以使过氧化氢酶、过氧化物酶和三种磷酸酶的活性不同程度的提高，且磁场效应持续时间较长。在的中等强度磁场（500Gs以下）增大了微生物酶的活性，使处理效率提高 11 ％左右。磁致生物效应则能诱导微生物的酶活和酶合成，并促进微生物生长挂膜和新陈代谢。如果将蛋白质和酶固定在磁性粒子表而，其活性可保持在原活性的90 ％以上。

五、好，现在介绍一下磁化技术在养殖水晶虾中的应用。

①单纯性水处理，可以将养虾水抽出处理的方法，处理之后的水可以反复使用。

②常态恒定水处理，是将永磁体直接安装于虾缸两侧，常态下恒定水处理，可以有效延长翻缸周期。

图一：单纯性水处理

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图二：常态恒定水处理

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实证与操作需知：

1、  永磁体放置在处理水箱两侧，磁向排斥或吸引均可，常态恒定水处理的磁体最好不要高于水草泥的厚度。

2、  最佳反应温度：单纯性水处理25 -35℃，常态恒定水处理25 -26℃ ，即使在 15 ℃ 的低温下仍具有脱氮能力。

3、  适宜的 pH 为中性偏碱，适宜的 C /N为 3 一 12 ：能够利用硝酸盐、亚硝酸盐为电子受体进行硝酸盐呼吸，并实现 90 ％以上的硝酸盐、亚硝酸盐去除率。

4、  磁场强度 150 mT 时，好氧硝化菌生长量、硝氮去除率、脱氢酶活性最佳，其中硝氮去除率、脱氢酶活性分别较未加磁场时提高了 72 ％和 2 . 38 倍。常温条件下，综合考虑氨氮和 COD 的去除效果， 60 一 90 mT 磁场强度范围能达到对污染物去除较佳，磁场强度达到210mT时70%的细菌全部死亡。

5、  对高效好氧反硝化菌提纯实验证明，若单纯性水处理可投加磁粉四氧三化铁，投入后可促进好氧硝化菌生长显著，磁粉投加量为 2g/L时，硝氮去除率达到 100 % 。

6、  磁作用对硝氮和 COD 去除明显增强。功能菌蛋白凝胶分析推断，磁致生物效应主要为通过磁效应对微生物的酶活性产生影响，进而调控微生物反应的进行。

7、  磁化过程如果做得好，至少可实现硝酸盐去除率 97 . 75 % ，总氮去除率 89 . 74 % 。

8、  磁作用可以使污泥颗粒： zeta 电位（ZETA电位（Zeta potential）是指剪切面(Shear Plane)的电位，又叫电动电位或电动电势（ζ-电位或ζ-电势），是表征胶体分散系稳定性的重要指标。）降低，促进了污泥的沉降速率的提高，活性污泥的脱氢酶活性随着磁场梯度的增加呈现出较明显的增加趋势。

                              2017年12月23日星期六  哈尔滨

参考文献：

1、  吕聪，紫外诱变与原生质体融合联用选育优势好氧反硝化菌株 [M]国内图书号：X703

2、  孙金凤，硝化菌的筛选与扩增培养技术研究  [D]上海师范大学硕士论文

3、  郑小东，钟丽娜，姚善泾 硝化菌与反硝化菌混合培养生物脱氮的研究  [J]化学工程 38-3

4、  王文超，重金属冲击对异养硝化--好氧反硝化菌脱氮性能的影响研究 [M]国内图书号：X52

5、  王强，磁强化好氧反硝化菌的生物脱氮机制与效能  [M]国内图书号：X703

6、  李磊，曾薇等，分子生物技术在污水处理系统内硝化菌群研究中的应用  [J]应用与环境生物学报2010、16（1）:135-142