竹炭對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)的影響及其作用機(jī)制研究.pdf

1、厭氧氨氧化反應(yīng)是在缺氧條件下，厭氧氨氧化菌利用亞硝酸作為電子受體，將氨直接氧化為氮?dú)獾倪^(guò)程。利用該反應(yīng)脫氮具有轉(zhuǎn)化路徑短，容積負(fù)荷高，無(wú)需外加有機(jī)物及剩余污泥產(chǎn)生量小等優(yōu)點(diǎn)，是一種潛在的可持續(xù)脫氮工藝。但是厭氧氨氧化工藝存在運(yùn)行工況不穩(wěn)定、脫氮不徹底等問(wèn)題，阻礙了厭氧氨氧化工藝的工程化應(yīng)用。研究表明，填料添加有助于促進(jìn)厭氧氨氧化工藝高效穩(wěn)定運(yùn)行。作為生物質(zhì)炭的一種，竹炭不但具有傳統(tǒng)填料高比表面積、高疏水性等性質(zhì)，而且其特殊的理化特性能促

2、進(jìn)微生物附著生長(zhǎng)、提高微生物活性，是一種極具潛力的厭氧氨氧化反應(yīng)器填料。據(jù)此，本研究以竹炭為厭氧氨氧化反應(yīng)器填料，通過(guò)以傳統(tǒng)多面空心球填料為對(duì)照，就竹炭對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)器脫氮性能的影響進(jìn)行了分析，并考察了竹炭不同添加量和粒徑的影響，初步分析了竹炭影響厭氧氨氧化反應(yīng)的潛在機(jī)理，探討了竹炭作為厭氧氨氧化反應(yīng)器填料的可行性。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)以竹炭和多面空心球?yàn)樘盍希容^分析了兩種不同填料對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)器脫氮效果的影響

3、。結(jié)果表明，竹炭+成熟厭氧氨氧化污泥(BC)反應(yīng)器總氮去除率略高于多面空心球+成熟厭氧氨氧化污泥(SP)反應(yīng)器，硝態(tài)氮生成量明顯低于SP反應(yīng)器，兩種填料理化性質(zhì)差異是造成以上差異的主要原因。經(jīng)過(guò)180天的運(yùn)行，竹炭與多面空心球表面均形成了厭氧氨氧化生物膜，膜上厭氧氨氧化菌菌群多樣性沒(méi)有顯著性差異，均以Brocadiasp.40為主。綜合分析表明，竹炭更適合作為厭氧氨氧化反應(yīng)器的填料。
　　 (2)以竹炭為厭氧氨氧化反應(yīng)器的填料，

4、分別比較了竹炭添加量與粒徑差別對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)器脫氮性能的影響。結(jié)果顯示，本研究選擇的竹炭添加量與粒徑差異對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)器的脫氮性能沒(méi)有顯著性影響。竹炭添加量不足可能是引起竹炭添加量和粒徑差別未對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)器脫氮性能產(chǎn)生顯著性影響的主要原因。
　　 (3)通過(guò)血清瓶試驗(yàn)，深入分析了竹炭填料影響厭氧氨氧化反應(yīng)器硝酸鹽代謝的機(jī)理。結(jié)果表明，對(duì)比純污泥反應(yīng)，竹炭添加能顯著提高厭氧氨氧化污泥對(duì)硝態(tài)氮的去除量。物料平衡分析顯示，異化