高溫厭氧氨氧化菌的富集培養(yǎng)及條件優(yōu)化研究.pdf

1、作為一種高效、經(jīng)濟、節(jié)能的新型生物脫氮技術(shù)，厭氧氨氧化工藝具有重要的應用前景。但厭氧氨氧化菌（AnAOB）對溫度極其敏感，影響其實際應用。本文考察了高溫（≥40℃）厭氧氨氧化工藝的運行性能，試驗了溫度沖擊對中溫（40℃）厭氧氨氧化體系的影響，探索了高溫厭氧氨氧化反應器調(diào)控新策略。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴試驗通過以中溫厭氧氨氧化顆粒污泥為接種物，經(jīng)一步式升溫方式運行高溫厭氧氨氧化反應器，揭示了高溫體系的不穩(wěn)定。序批式厭氧反應器（

2、SBR）試驗得出了40℃時，出水亞硝氮濃度低于5 mg L-1，氨氮和亞硝氮的平均去除率分別為78.1％和98.8%。45℃是菌體活性逐漸受到抑制的最低溫度，當SBR運行至第四個周期，出水亞硝氮濃度增至91.6 mg L-1，接近亞硝氮對AnAOB活性的抑制閾值（100 mg L-1）。在40℃連續(xù)流試驗中，通過增加進水基質(zhì)濃度和減小水力停留時間（HRT）來挖掘反應器潛能。HRT減小階段持續(xù)141 d，HRT由12 h減小至1.12 h

3、，期間總氮負荷（NLR）由1.08 kg m-3 d-1提升至11.7 kg m-3 d-1，總氮去除負荷（NRR）由1.02 kg m-3 d-1提升至9.9 kg m-3 d-1，并在運行穩(wěn)定階段應用修飾的Stover-Kincannon模型和修飾的二級基質(zhì)去除模型較好的描述了反應器的高溫脫氮性能。此外在進行濃度提升試驗時，出水亞硝氮濃度居高不下。
　?、苹诟邷貑我蜃記_擊，試驗了高溫和低溫復合沖擊、高溫和負荷復合沖擊對厭氧氨

4、氧化工藝的影響。相對于低溫沖擊而言，高溫沖擊抑制反應器性能時間長，恢復時間長。55℃的溫度沖擊會嚴重影響反應器的正常運行，表現(xiàn)為沖擊期間出水亞硝氮濃度峰值達到182.8 mg L-1，抑制階段長達47.5 h，恢復階段持續(xù)約10 d，并且沖擊時活性由163 mgN g-1VSS d-1驟降至70 mgN g-1VSS d-1。反應器經(jīng)受長期沖擊馴化后，當進行高溫和負荷復合沖擊時，反應器能自如應對，此時復合沖擊較之單一高溫沖擊的影響小，僅

5、經(jīng)過10.5 h即可恢復正常。此外，反應器受沖擊影響后，沖擊時的顆粒污泥活性明顯下降，EPS含量增多，血紅素含量略微下降。
　?、墙沂玖他}度對 AnAOB耐熱性的重要作用，考察了高溫厭氧氨氧化反應器長期運行的控制技術(shù)。采用批次試驗，研究了鹽度對高溫厭氧氨氧化反應的短期影響。結(jié)果表明，適度增加鹽含量可使高溫AnAOB活性增大，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)加鹽量為5 g L-1、8 g L-1NaCl，可分別使40℃的AnAOB活性提高76.6%、77.

6、5%，47.5℃的AnAOB活性提高16.5%、53.4%。進行鹽度預暴露時間及持續(xù)時間影響試驗時發(fā)現(xiàn)，高溫條件下鹽度對AnAOB耐高溫的促進作用有賴于無機鹽的持續(xù)作用。連續(xù)流試驗采用溫度逐升方式考察鹽度的長期影響作用。試驗發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，試驗組反應器內(nèi)AnAOB活性較高，污泥沉降性能好且EPS含量多。此外，試驗組污泥中血紅素含量小于對照組，揭示了菌體活性與血紅素含量的不對應關(guān)系。同時經(jīng)修飾的Arrhenius方程得出對照和加鹽反應