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(jì)、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(yīng)用前景。但厭氧氨氧化菌（AnAOB）對溫度極其敏感，影響其實(shí)際應(yīng)用。本文考察了高溫（≥40℃）厭氧氨氧化工藝的運(yùn)行性能，試驗(yàn)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(yīng)器調(diào)控新策略。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、旁囼?yàn)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(yùn)行高溫厭氧氨氧化反應(yīng)器，揭示了高溫體系的不穩(wěn)定。序批式厭氧反應(yīng)器（

2、SBR）試驗(yàn)得出了40℃時(shí)，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(dāng)SBR運(yùn)行至第四個(gè)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(yàn)中，通過增加進(jìn)水基質(zhì)濃度和減小水力停留時(shí)間（HRT）來挖掘反應(yīng)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(fù)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(fù)荷（NRR）由1.02 kg m-3 d-1提升至9.9 kg m-3 d-1，并在運(yùn)行穩(wěn)定階段應(yīng)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(yīng)器的高溫脫氮性能。此外在進(jìn)行濃度提升試驗(yàn)時(shí)，出水亞硝氮濃度居高不下。
　　⑵基于高溫單因子沖擊，試驗(yàn)了高溫和低溫復(fù)合沖擊、高溫和負(fù)荷復(fù)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(yīng)器性能時(shí)間長，恢復(fù)時(shí)間長。55℃的溫度沖擊會嚴(yán)重影響反應(yīng)器的正常運(yùn)行，表現(xiàn)為沖擊期間出水亞硝氮濃度峰值達(dá)到182.8 mg L-1，抑制階段長達(dá)47.5 h，恢復(fù)階段持續(xù)約10 d，并且沖擊時(shí)活性由163 mgN g-1VSS d-1驟降至70 mgN g-1VSS d-1。反應(yīng)器經(jīng)受長期沖擊馴化后，當(dāng)進(jìn)行高溫和負(fù)荷復(fù)合沖擊時(shí)，反應(yīng)器能自如應(yīng)對，此時(shí)復(fù)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(fù)正常。此外，反應(yīng)器受沖擊影響后，沖擊時(shí)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(yīng)器長期運(yùn)行的控制技術(shù)。采用批次試驗(yàn)，研究了鹽度對高溫厭氧氨氧化反應(yīng)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(jìn)行鹽度預(yù)暴露時(shí)間及持續(xù)時(shí)間影響試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，高溫條件下鹽度對AnAOB耐高溫的促進(jìn)作用有賴于無機(jī)鹽的持續(xù)作用。連續(xù)流試驗(yàn)采用溫度逐升方式考察鹽度的長期影響作用。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，試驗(yàn)組反應(yīng)器內(nèi)AnAOB活性較高，污泥沉降性能好且EPS含量多。此外，試驗(yàn)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(yīng)關(guān)系。同時(shí)經(jīng)修飾的Arrhenius方程得出對照和加鹽反應(yīng)