厭氧氨氧化的穩(wěn)定性及其與自養(yǎng)脫硫反硝化耦合工藝研究.pdf

1、厭氧氨氧化工藝相比于傳統(tǒng)生物脫氮工藝具有節(jié)約能耗、無需外加碳源、污泥產(chǎn)量低等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為目前最為經(jīng)濟(jì)高效的生物脫氮技術(shù)之一。然而，厭氧氨氧化菌對(duì)環(huán)境條件的敏感性限制了該工藝的推廣應(yīng)用。高氨氮廢水中硫化物的處理通常與脫氮工藝分開進(jìn)行，導(dǎo)致工藝更為復(fù)雜、能耗更高、占地面積更大。本文考察了四季氣溫變化對(duì)厭氧氨氧化工藝脫氮性能、穩(wěn)定性以及污泥顆粒特性的影響;探究了不同類型、不同強(qiáng)度、不同沖擊時(shí)間的瞬時(shí)沖擊對(duì)厭氧氨氧化工藝穩(wěn)定性的作用;完成了厭

2、氧氨氧化與自養(yǎng)型脫硫反硝化耦合工藝的啟動(dòng)與穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了將氮素轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾耐瑫r(shí)將硫化物氧化為硫單質(zhì)的同步脫氮除硫目標(biāo)。主要結(jié)果如下:
　　(1)厭氧氨氧化反應(yīng)器在不設(shè)溫控設(shè)施的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)成功運(yùn)行330 d;當(dāng)溫度從31.2℃下降至2.5℃時(shí)，總氮去除率、總氮負(fù)荷和總氮去除負(fù)荷分別從91.2％，13.5 kg N m-3 d-1和11.7 kg N m-3 d-1下降至49.4％，1.34 kg N m-3 d-1和0.91 kg

3、Nm-3 d-1，脫氮性能可在溫度回升后逐漸恢復(fù);由于溫度變化，工藝穩(wěn)定性出現(xiàn)波動(dòng)且冬季穩(wěn)定性最差;比污泥活性(SAA)在低溫時(shí)降至5.27±2.2 mg TN g-1 VSSd-1;顆粒污泥沉降性能在溫度降低后變差，為57.8～63.5 m h-1，同時(shí)顆粒形狀更加不規(guī)則，粒徑更小，污泥呈現(xiàn)棕褐色，血紅素c(heme c)含量下降;胞外聚合物(EPS)含量在進(jìn)入冬季后增大;生物量是反應(yīng)器在變溫條件下成功運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
　　(2

4、)采用穩(wěn)態(tài)進(jìn)水的1.5倍和2倍基質(zhì)濃度，Cu(Ⅱ)對(duì)厭氧氨氧化的IC25(5.95mg L-1)和IC50(12.9 mg L-1)，穩(wěn)態(tài)水力停留時(shí)間（HRT）的2/3倍和1/2倍作為沖擊條件，分別進(jìn)行單因子、雙因子、三因子組合的瞬時(shí)沖擊，探索了厭氧氨氧化工藝的運(yùn)行穩(wěn)定性。試驗(yàn)結(jié)果表明:厭氧氨氧化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與游離氨(FA)和游離亞硝酸(FNA)濃度有關(guān);反應(yīng)器響應(yīng)呈現(xiàn)沖擊強(qiáng)度/時(shí)間-效應(yīng);面對(duì)不同類型單因子沖擊，反應(yīng)器穩(wěn)定性排序如下:

5、基質(zhì)濃度沖擊＞ Cu(Ⅱ)沖擊＞水力負(fù)荷沖擊;雙因子沖擊，對(duì)SAA沖擊效果從強(qiáng)到弱為:（基質(zhì)濃度+水力負(fù)荷沖擊）＞（基質(zhì)濃度+Cu(Ⅱ)沖擊）＞(水力負(fù)荷+Cu(Ⅱ)沖擊）;撤銷沖擊后，反應(yīng)器在穩(wěn)態(tài)進(jìn)水條件下可恢復(fù)至沖擊前狀態(tài)。
　　(3)完成了厭氧氨氧化與自養(yǎng)脫硫反硝化耦合工藝的啟動(dòng)，測(cè)試了耦合工藝的潛能，初步確定了優(yōu)化工藝參數(shù)。采用等體積的厭氧氨氧化顆粒污泥與產(chǎn)甲烷顆粒污泥可成功啟動(dòng)該耦合工藝。最大氮去除負(fù)荷為4.00 kgN