Anammox新體系：外加N2H4的影響、NO的脫出和Fe(Ⅲ)氧化NH4+.pdf

1、厭氧氨氧化(Anammox）是20世紀(jì)末期發(fā)現(xiàn)的生物化學(xué)過程，基于Anammox建立了許多自營養(yǎng)生物脫氮工藝，在廢水生物處理領(lǐng)域具有里程碑意義。N2H4和NO是Anammox過程的重要中間產(chǎn)物，本論文從外加微量N2H4對Anammox過程的影響、Fe(Ⅱ)EDTA絡(luò)合結(jié)合Anammox去除NO以及基于Anammox體系實(shí)現(xiàn)厭氧鐵氧化氨（Feammox）三個(gè)方面進(jìn)行研究，為基于Anammox過程的應(yīng)用提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。
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2、規(guī)Anammox體系中投加微量N2H4，反應(yīng)器能長期穩(wěn)定運(yùn)行。與未投加微量N2H4的情況相比較，投加微量N2H4能投提升反應(yīng)器的脫氮性能，NO3-產(chǎn)生量與NH4+去除量的比值（MRNN）在0.12左右，低于常規(guī)Anammox反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量值，NO釋放量減少15％。短期外加N2H4的適宜濃度在4.86mg/L左右。
　?、诨贏nammox代謝的電子平衡建立了外加微量N2H4下Anammox的化學(xué)計(jì)量方程，通過測量質(zhì)子消耗量并結(jié)合基

3、質(zhì)變化確定了外加微量N2H4下Anammox反應(yīng)的計(jì)量學(xué)關(guān)系。外加微量N2H4能夠增大厭氧氨氧化菌(AnAOB)的細(xì)胞產(chǎn)率，降低NO3-產(chǎn)率，從而強(qiáng)化Anammox過程。建立了外加微量N2H4下Anammox的動力學(xué)方程，得到了N2H4厭氧降解的最大比基質(zhì)利用速率25.09mg/g VSS/d、半飽和常數(shù)10.42mg/L以及半抑制常數(shù)1393.88mg/L。
　　③采用間歇試驗(yàn)研究了Fe(Ⅱ)EDTA絡(luò)合NO與Anammox耦合

4、去除NO及其影響因素。試驗(yàn)結(jié)果表明，投加Fe(Ⅱ)EDTA絡(luò)合NO后，NO去除效率和去除速率由之前的2.9%~11.1%、0.23~0.56分別增加到74.5%~85.4%、1.62~15.48μmol NO/(gVSS/h)；溫度從25℃增加到45℃時(shí)，NO去除效率和速率呈先增加后降低的趨勢，適宜溫度范圍為30-35℃；pH從6.5增加到8.0時(shí)，NO去除效率和速率呈先增加后降低的趨勢，適宜pH范圍為7.0-7.5；Fe(Ⅱ)EDTA

5、濃度對NO去除效率影響顯著，是控制NO去除效率的關(guān)鍵因子；NO濃度和氣體流速對NO去除速率影響顯著，是提升NO去除速率的重要因素。Anammox新體系去除NO的半飽和常數(shù)為1.338mM，最大比基質(zhì)利用速率為0.09mmolN/（gVSS/h）。
　?、苓\(yùn)行接種實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的常規(guī)Anammox污泥、投加Fe(Ⅱ)EDTA和NH4+、NO曝氣的一個(gè)SBR反應(yīng)器，35天后混合液揮發(fā)性懸浮固體物質(zhì)(MLVSS)濃度降低至初期的52.9%，

6、NO的去除性能逐漸惡化；污泥中細(xì)菌的多樣性和豐度明顯降低，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量不能維持穩(wěn)定。所以，僅依靠Fe(Ⅱ)EDTA絡(luò)合NO耦合Anammox來去除NO的生物過程不能實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定運(yùn)行。
　?、莶捎瞄g歇試驗(yàn)研究了厭氧 Fe(Ⅲ)氧化NH4+(Feammox)及其影響因素。試驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的常規(guī)Anammox污泥能夠?qū)崿F(xiàn)Feammox。在常規(guī)Anammox污泥中，添加Fe(Ⅲ)NTA可以實(shí)現(xiàn)Feammox，而添加Fe(Ⅲ)

7、EDTA不能實(shí)現(xiàn)Feammox；Feammox是微生物作用下的結(jié)果而非化學(xué)作用或微生物代謝產(chǎn)物作用的結(jié)果，200mg/L氯霉素或10mM甲醇會部分夠抑制Feammox過程，200mg/L氯霉素和10mM甲醇同時(shí)存在時(shí)能夠完全抑制 Feammox過程；外加0.09~1.07mM Fe2+、Fe3+或Fe(Ⅲ)NTA均能夠提升Anammox新體系的TN去除速率，當(dāng)Fe2+、Fe3+或Fe(Ⅲ)NTA濃度為0.09mM時(shí)的總氮(TN)去除速率

8、最高，是未加Fe時(shí)的1.46、1.40和1.39倍。
　?、揲L期運(yùn)行接種實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的常規(guī)Anammox污泥、投加Fe(Ⅲ)NTA和NH4+的一個(gè) SBR反應(yīng)器，60d后反應(yīng)器的Feammox速率和TN去除速率分別增加到117.12、142.89mgN/(gVSS/d)，分別提高了55.54%和142.23%，NO2-的累積濃度逐漸降低。在實(shí)現(xiàn)Feammox的Anammox新體系中含有多種門類的細(xì)菌，細(xì)菌群落多樣性隨時(shí)間不斷下降，主