苯酚對亞硝化的影響及ANAMMOX反應器的啟動研究.pdf

1、我國是一個產(chǎn)煤大國，也是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開氮肥，因此，我國以煤炭為主要原料的氮肥工業(yè)發(fā)展迅猛，但同時也對水體造成了嚴重的污染。作為一種經(jīng)濟合理、高效節(jié)能的高氨氮廢水脫氮技術，短程硝化一厭氧氨氧化聯(lián)合工藝具有廣闊、良好的發(fā)展前景。但是，要將該項脫氮技術應用于煤化工高氨氮廢水的工業(yè)實踐，必須首先對應用技術的細節(jié)進行研究，從而為短程硝化—厭氧氨氧化聯(lián)合工藝處理煤化工高氨氮廢水的合理設計與穩(wěn)定運行提供理論指導。 本研究首先啟動

2、短程硝化反應器，研究了其運行特性，并且選用苯酚作為毒物研究了酚對亞硝化反應的影響，然后利用亞硝化生物膜作為接種物實現(xiàn)了厭氧氨氧化反應器的啟動。主要研究結果如下： (1)在亞硝化反應器中生物膜對NO2-—N具有很強的吸附能力，1.5L的填料表面吸附了947.30mg的NO2-—N。這主要是由于生物膜的表面具有高度的活性和巨大的截留吸附能力，廢水中的NH4+—N被亞硝化菌轉化為NO2-—N后便被吸附于其表面。 (2)在亞硝化

3、微生物的培養(yǎng)階段和連續(xù)式亞硝化反應器穩(wěn)定運行期間均發(fā)現(xiàn)出水中的TN濃度小于進水中的TN濃度，即TN發(fā)生了損失。對TN損失的原因進行分析，認為在亞硝化反應器中很可能發(fā)生了厭氧氨氧化和反硝化反應。 (3)在研究苯酚對間歇運行的亞硝化反應器影響的實驗中發(fā)現(xiàn)，當苯酚濃度為30mg/L和60mg/L時，苯酚對亞硝化過程總體上表現(xiàn)為促進作用，在此濃度時的亞硝化能力分別比0mg/L時提高28％和11％。當苯酚濃度為120mg/L時，表現(xiàn)為抑制

4、亞硝化過程，此時亞硝化菌的活性為空白時的91％。當苯酚濃度提高到240mg/L時，亞硝化菌的活性降低到空白時的76％。 (4)仔細觀察在不同濃度苯酚存在時氨氮隨時間的降解曲線，發(fā)現(xiàn)苯酚濃度為30、60、120和240mg/L時，氨氮在降解過程中都存在一個明顯的濃度突變點，分別發(fā)生在第7、5、7和6h。以濃度突變點為分界點，在不同濃度苯酚時的氨氮濃度隨時間變化曲線可以分為2段，因而可以擬合為2個方程。對不同濃度苯酚存在時亞硝化微生

5、物最大活性區(qū)間前段和后段的RA進行比較，發(fā)現(xiàn)后段的RA總是大于前段的。在苯酚濃度為30mg/L和60mg/L時，前段表現(xiàn)為抑制，RA分別為苯酚濃度為0mg/L時的94％和88％，后段卻表現(xiàn)為促進，RA分別比苯酚濃度為0mg/L時提高了31％和9％；在苯酚濃度為120mg/L和240mg/L時，后段的抑制作用小于前段的，前段的RA分別為苯酚濃度為0mg/L時的69％和29％，后段的RA分別為苯酚濃度為0mg/L時的89％和76％。推測發(fā)生

6、此現(xiàn)象的原因，可能是在亞硝化過程前段由于苯酚濃度較高，所以對微生物產(chǎn)生了抑制作用；隨著苯酚的降解，其濃度逐漸降低，便表現(xiàn)為促進或抑制減弱。出現(xiàn)的濃度突變點可能就是抑制與促進或抑制突然減弱的轉折點。 (5)在研究苯酚對連續(xù)運行的亞硝化反應器影響的實驗中發(fā)現(xiàn)，當進水苯酚濃度為30mg/L-120mg/L時對亞硝化微生物產(chǎn)生了刺激作用，從而促進了亞硝化反應的進行；當進水苯酚濃度在240mg/L-960mg/L內(nèi)變化時，系統(tǒng)對氨氮的去除

7、率隨著苯酚濃度的升高而下降，苯酚在這一濃度范圍內(nèi)，流化床亞硝化反應器對氨氮的去除率均低于苯酚濃度為0mg/L時的去除率?？梢?，此濃度范圍的苯酚已對亞硝化反應器產(chǎn)生嚴重影響，抑制了亞硝化微生物的活性。 (6)在連續(xù)式亞硝化反應器中，當進水苯酚濃度為0-960mg/L時，TN損失率在0.55％-18.35％，總體趨勢是隨著進水苯酚濃度的升高TN損失率隨之增加。對TN損失的原因進行分析，是因為亞硝化反應器在發(fā)生亞硝化反應的同時發(fā)生了反

8、硝化反應，也即發(fā)生了同步亞硝化反硝化反應。 (7)本實驗在好氧條件下富集亞硝化細菌，培養(yǎng)高活性的亞硝化生物膜，再將其作為接種微生物，成功啟動了ANAMMOX反應器。這一結果證明亞硝化微生物確實可作為ANAMMOX反應器的接種微生物。 (8)在第117-134d和第185-201dANAMMOX反應器運行穩(wěn)定，進水NH4+—N和NO2-—N濃度均為195mg/L左右的情況下，反應器出水濃度變化不大，此時亞硝氮與氨氮的平均去