硫氰酸鹽和喹啉對(duì)anammox顆粒污泥的抑制作用.pdf

1、鑒于自養(yǎng)型厭氧氨氧化（a na mmo x）脫氮工藝在焦化廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用前景，焦化廢水中有毒物質(zhì)勢(shì)必影響其脫氮性能。本文首先探究了焦化廢水中硫氰酸鹽（SCN-）對(duì)anammo x工藝脫氮性能的短期和長(zhǎng)期影響以及緩解策略，考察了 SCN-負(fù)荷沖擊對(duì) anammox反應(yīng)器脫氮性能的影響，探索了喹啉對(duì) anammox顆粒污泥的脫氮性能、顆粒特性的影響以及馴化策略。主要結(jié)論如下：
　?。?）解析了SCN-對(duì)anammo x顆粒污泥的短

2、期、長(zhǎng)期影響以及緩解策略。批次試驗(yàn)中，比厭氧氨氧化活性（SAA）隨著 SCN-的濃度和預(yù)暴露時(shí)間的增加而減小。改進(jìn)的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制模型可較好地描述SCN-對(duì)anammo x顆粒污泥的劑量效應(yīng)，急性暴露的半抑制濃度（IC50）為620.4 mg L-1。在連續(xù)流試驗(yàn)中，隨著進(jìn)水SCN-濃度從10 mg L-1逐步增加到120 mg L-1，反應(yīng)器的總氮去除率（NRE）能夠穩(wěn)定在83.0±7.82%。這種穩(wěn)健性主要?dú)w因于anammox顆粒污泥

3、經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期馴化后具有的自適力。當(dāng)SCN-濃度增至130 mg L-1，反應(yīng)器的NRE在兩天內(nèi)降低到57.1%。在 SCN-的脅迫下，anammox顆粒污泥的活性、沉降能力和血紅素 c（heme c）含量都明顯降低，而胞外聚合物（EPS）的含量略微增加。短期試驗(yàn)表明，F(xiàn)e（III）清洗對(duì)抑制后的顆粒污泥具有即時(shí)激活效果。受 SCN-抑制的anammox顆粒污泥沖洗24 h，SAA增加了19.9%。連續(xù)流試驗(yàn)中，F(xiàn)e（III）具有屏蔽劑的作用

4、。長(zhǎng)期添加10 mg L-1 Fe（III）用來(lái)激活受SCN-抑制的anammox顆粒污泥，SAA增加了17.4%。
　?。?）評(píng)估了 SCN-和水力負(fù)荷單獨(dú)沖擊以及復(fù)合沖擊對(duì) anammox工藝脫氮性能的影響。在SCN-負(fù)荷沖擊試驗(yàn)中，300 mg SCN-L-1沖擊1.5或3 h時(shí)，反應(yīng)器性能穩(wěn)定；900 mg SCN-L-1沖擊3 h時(shí)，出水中的NO2--N濃度最大值為65.4 mg L-1。SCN-負(fù)荷沖擊試驗(yàn)中，影響an

5、ammox脫氮性能主要因素是SCN-濃度。在水力沖擊試驗(yàn)，反應(yīng)器對(duì)水力負(fù)荷沖擊具有一定的承受能力，在第7和8組試驗(yàn)中 SAA的損失率分別是9.2%和4.0%。水力沖擊試驗(yàn)結(jié)果表明反應(yīng)器處于功能冗余的狀態(tài)，氮負(fù)荷（NLR）突然增加，反應(yīng)器的性能立即恢復(fù)到正常水平。在復(fù)合沖擊試驗(yàn)中，當(dāng)900 mg SCN-L-1沖擊3 h時(shí)，SAA的損失率最大，達(dá)到42.6%。隨著沖擊強(qiáng)度的增加，對(duì) a na mmo x污泥活性的影響增強(qiáng)。沖擊試驗(yàn)對(duì)ana

6、mmox顆粒污泥的顆粒特性也有不同程度的影響。當(dāng)300 mg SCN-L-1，HRT1.5 h，沖擊時(shí)間為3 h，he me c最大的損失率是22.7%。然而，EPS含量在沖擊過(guò)程中有不同程度的增加，可能是ana mmo x菌通過(guò)分泌更多的EPS來(lái)抵抗外界的干擾。
　?。?）探究了喹啉對(duì) ana mmo x顆粒污泥的短期、長(zhǎng)期影響以及馴化策略。在批次試驗(yàn)中，研究了不同濃度的喹啉對(duì)a na mmo x顆粒污泥活性的影響，并采用非競(jìng)爭(zhēng)

7、性抑制模型對(duì)污泥活性和喹啉濃度之間的劑量效應(yīng)進(jìn)行描述，得出在總氮濃度為200 mg L-1時(shí)，喹啉對(duì)anammox顆粒污泥的IC50為13.1 mg L-1；預(yù)暴露試驗(yàn)中，喹啉對(duì)ana mmo x顆粒污泥的影響與污泥的代謝狀態(tài)有關(guān)，亞硝酸鹽和喹啉共存時(shí)加劇了污泥活性的衰減，該條件下暴露12 h，a na mmo x顆粒污泥活性減小到64.5%。連續(xù)流試驗(yàn)中，當(dāng)進(jìn)水喹啉濃度為10 mg L-1，反應(yīng)器的氮去除速率（NRR）三天內(nèi)從2.5

8、kg N m-3 d-1迅速降低到1.5 kg N m-3 d-1。通過(guò)降低喹啉濃度和進(jìn)水基質(zhì)濃度，反應(yīng)器NRR和NRE恢復(fù)到2.6 kg N m-3 d-1和83.1%。而后通過(guò)逐漸增加喹啉濃度至10 mg L-1，反應(yīng)器NRR和NRE分別維持在2.4±0.3 kg N m-3 d-1和92.2±5.3%，表明馴化可以使anammox菌耐受10 mg L-1的喹啉。在喹啉的長(zhǎng)期脅迫下，ana mmo x污泥的顆粒特性發(fā)生明顯變化，其中