厭氧水解-亞硝化厭氧氨氧化串聯(lián)工藝處理高氨氮化肥廢水的探索研究.pdf

1、化肥廢水氨氮濃度高，若不加以有效地處理和控制，對水資源和資源環(huán)境會造成嚴(yán)重的污染和破壞。化肥廢水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氨氮和亞硝酸鹽的比例要求，首先進(jìn)行亞硝化啟動試驗(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，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，同時減少現(xiàn)場實(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。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，使用高通量測序技術(shù)對厭氧氨氧化活性污泥進(jìn)行測序基因分析，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，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，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基質(zhì)的競爭，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)