竹炭對厭氧氨氧化反應的影響及其作用機制研究.pdf

1、厭氧氨氧化反應是在缺氧條件下，厭氧氨氧化菌利用亞硝酸作為電子受體，將氨直接氧化為氮氣的過程。利用該反應脫氮具有轉(zhuǎn)化路徑短，容積負荷高，無需外加有機物及剩余污泥產(chǎn)生量小等優(yōu)點，是一種潛在的可持續(xù)脫氮工藝。但是厭氧氨氧化工藝存在運行工況不穩(wěn)定、脫氮不徹底等問題，阻礙了厭氧氨氧化工藝的工程化應用。研究表明，填料添加有助于促進厭氧氨氧化工藝高效穩(wěn)定運行。作為生物質(zhì)炭的一種，竹炭不但具有傳統(tǒng)填料高比表面積、高疏水性等性質(zhì)，而且其特殊的理化特性能促

2、進微生物附著生長、提高微生物活性，是一種極具潛力的厭氧氨氧化反應器填料。據(jù)此，本研究以竹炭為厭氧氨氧化反應器填料，通過以傳統(tǒng)多面空心球填料為對照，就竹炭對厭氧氨氧化反應器脫氮性能的影響進行了分析，并考察了竹炭不同添加量和粒徑的影響，初步分析了竹炭影響厭氧氨氧化反應的潛在機理，探討了竹炭作為厭氧氨氧化反應器填料的可行性。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)以竹炭和多面空心球為填料，比較分析了兩種不同填料對厭氧氨氧化反應器脫氮效果的影響

3、。結(jié)果表明，竹炭+成熟厭氧氨氧化污泥(BC)反應器總氮去除率略高于多面空心球+成熟厭氧氨氧化污泥(SP)反應器，硝態(tài)氮生成量明顯低于SP反應器，兩種填料理化性質(zhì)差異是造成以上差異的主要原因。經(jīng)過180天的運行，竹炭與多面空心球表面均形成了厭氧氨氧化生物膜，膜上厭氧氨氧化菌菌群多樣性沒有顯著性差異，均以Brocadiasp.40為主。綜合分析表明，竹炭更適合作為厭氧氨氧化反應器的填料。
　　 (2)以竹炭為厭氧氨氧化反應器的填料，

4、分別比較了竹炭添加量與粒徑差別對厭氧氨氧化反應器脫氮性能的影響。結(jié)果顯示，本研究選擇的竹炭添加量與粒徑差異對厭氧氨氧化反應器的脫氮性能沒有顯著性影響。竹炭添加量不足可能是引起竹炭添加量和粒徑差別未對厭氧氨氧化反應器脫氮性能產(chǎn)生顯著性影響的主要原因。
　　 (3)通過血清瓶試驗，深入分析了竹炭填料影響厭氧氨氧化反應器硝酸鹽代謝的機理。結(jié)果表明，對比純污泥反應，竹炭添加能顯著提高厭氧氨氧化污泥對硝態(tài)氮的去除量。物料平衡分析顯示，異化