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1、化肥廢水氨氮濃度高,若不加以有效地處理和控制,對(duì)水資源和資源環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的污染和破壞?;蕪U水C/N比小,可生化性差。傳統(tǒng)的硝化反硝化脫氮技術(shù)需要投加額外的碳源,經(jīng)濟(jì)成本高。本研究以實(shí)際化肥廢水作為試驗(yàn)用水,根據(jù)化肥廢水的水質(zhì)特點(diǎn),采用厭氧水解-亞硝化厭氧氨氧化組合工藝對(duì)其進(jìn)行處理,考察組合工藝的處理效果,并圍繞厭氧氨氧化展開研究。
為了滿足厭氧氨氧化對(duì)氨氮和亞硝酸鹽的比例要求,首先進(jìn)行亞硝化啟動(dòng)試驗(yàn)的研究,確定亞硝化實(shí)現(xiàn)的
2、難度和可行性。在亞硝化啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)中,控制溫度、配水pH,使溫度在25℃左右,pH為8左右,停留時(shí)間(HRT)1d、反應(yīng)器的上升流速為1m/h,成功實(shí)現(xiàn)了亞硝酸鹽的積累。進(jìn)水氨氮最高100mg/L時(shí),最終氨氮的去除率為60%。其中有55%的氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽,符合厭氧氨氧化反應(yīng)對(duì)氨氮和亞硝酸鹽比例的需求。
其次,考察了厭氧水解-亞硝化厭氧氨氧化串聯(lián)工藝對(duì)化肥廢水的處理效果。為了盡快實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化的運(yùn)行,同時(shí)減少現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的困難,采用
3、向厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)投加亞硝酸鹽簡(jiǎn)化成為厭氧水解-厭氧氨氧化的核心串聯(lián)工藝。串聯(lián)工藝對(duì)COD、氨氮和總氮的去除率分別達(dá)到70%、60%和60%。COD的去除主要在一級(jí)厭氧水解反應(yīng)器內(nèi)完成,氨氮和總氮的去除主要在二級(jí)厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)通過厭氧氨氧化反應(yīng)完成。試驗(yàn)中通過增加系統(tǒng)出水回流,開啟厭氧水解的反硝化功能,增加了串聯(lián)處理工藝的優(yōu)勢(shì)。串聯(lián)工藝出水總氮濃度達(dá)到了50mg/L,氨氮濃度達(dá)到了25mg/L以下。試驗(yàn)結(jié)果表明,厭氧水解-亞硝化厭
4、氧氨氧化串聯(lián)工藝在耦合亞硝化反應(yīng)后用于化肥廢水的處理工藝是可行的。
最后,使用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)厭氧氨氧化活性污泥進(jìn)行測(cè)序基因分析,結(jié)果表明,污泥樣品中變形菌門所占比例最高。在種水平上,發(fā)現(xiàn)了Nitrosomonas europaea菌種,該菌種屬于亞硝化單胞菌屬、亞硝化單胞菌科、亞硝化單胞菌目、β-變形菌綱、變形菌門,能夠以NO2--N作為電子受體,將NH4+-N氧化成N2,具備厭氧氨氧化的能力。在缺氧條件下,通過檢測(cè)NH4+
5、-N和NO2--N的消耗量求出厭氧氨氧化的反應(yīng)速率。在無COD時(shí),厭氧氨氧化的反應(yīng)速率為4.14mgNH4+-N/(gVSS·h)和5.97mgNO2--N/(gVSS·h);在有COD時(shí),厭氧氨氧化的平均反應(yīng)速率為3.5mgNH4+-N/(gVSS·h)和6.5mgNO2--N/(gVSS·h)。COD的存在影響了厭氧氨氧化菌對(duì)基質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng),抑制了厭氧氨氧化反應(yīng)的活性。厭氧水解作為亞硝化-厭氧氨氧化工藝的預(yù)處理段,大幅降低厭氧氨氧化反應(yīng)
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