亞硝化—厭氧氨氧化生物脫氮技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、廢水生物脫氮技術(shù)是當(dāng)前水污染防治領(lǐng)域急需的應(yīng)用技術(shù)。以亞硝化、厭氧氨氧化為基礎(chǔ)的新型生物脫氮技術(shù)，因其較低的能耗和較少的工程投資等特點(diǎn)，倍受國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注，近十年來(lái)，在理論和實(shí)踐上均取得了較大的發(fā)展。 本研究以實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo)，選擇性地考察了部分操作運(yùn)行條件對(duì)亞硝化和厭氧氨氧化單元反應(yīng)效率的影響，并以北京高碑店厭氧硝化污泥壓濾液為研究對(duì)象，采用亞硝化—厭氧氨氧化串聯(lián)生物脫氮工藝，開(kāi)展了探索性試驗(yàn)研究。本實(shí)驗(yàn)的主要研究?jī)?nèi)容及研究結(jié)果

2、如下： 1.溫度和pH值對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)效率的影響研究：進(jìn)水pH值為7.0～8.0條件下，厭氧氨氧化(anaerobicammoniaoxidation，ANAMMOX)菌在30～35℃時(shí)活性最大，此時(shí)氨氮和總氮的降解速率也最大；在恒溫24℃條件下，pH在7.70～7.90時(shí)，ANAMMOX菌活性最大，反應(yīng)速率也最大；pH為7.70～7.90，溫度為30～35℃是ANAMMOX最適的反應(yīng)條件。 2.進(jìn)水基質(zhì)比例和反應(yīng)器流

3、態(tài)對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)效率的影響研究：采用上流式ANAMMOX反應(yīng)器，并設(shè)有回流裝置，研究不同進(jìn)水基質(zhì)比例和流態(tài)時(shí)的反應(yīng)情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：參與厭氧氨氧化反應(yīng)的NH4+-N與NO2--N的比例與進(jìn)水NH4+-N/NO2--NN密切相關(guān)，隨進(jìn)水基質(zhì)比例的增大而增大；當(dāng)進(jìn)水NH4+-N/NO2--N為1.00～1.40時(shí)，ANAMMOX反應(yīng)最完全，總氮的去除率最大，達(dá)到80％以上；反應(yīng)器流態(tài)對(duì)ANAMMOX反應(yīng)器也有一定的影響，當(dāng)進(jìn)水NH4+-

4、N/NO2--N小于1時(shí)，不同回流比對(duì)實(shí)際反應(yīng)的NH4-N/NO2--N基本無(wú)影響；當(dāng)進(jìn)水NH4+-N/NO2--N大于1時(shí)，不同回流比對(duì)實(shí)際反應(yīng)比的影響隨進(jìn)水NH4+-N/NO2--N的增大更加顯著；接近最佳進(jìn)水NH4+-N/NO2--N時(shí)，完全混合狀態(tài)下的總氮去除率最大。 3.亞硝化泥增長(zhǎng)與基質(zhì)轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系測(cè)定：采用一套簡(jiǎn)易的亞硝化反應(yīng)器，測(cè)定亞硝化污泥增長(zhǎng)速率與基質(zhì)去除之間的關(guān)系影響。在平均溫度為27℃，DO為0.2～0

5、.3mg/L時(shí)，亞硝化泥的細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù)Y=0.226gVS/g，細(xì)胞衰減常數(shù)b=0.007d-1，比生長(zhǎng)速率與比基質(zhì)利用率的關(guān)系式為μ=0.226U+0.007。 4.厭氧氨氧化反應(yīng)器的運(yùn)行考察：在溫度恒定為30℃，進(jìn)水pH值平均為8.18條件下，反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行期內(nèi)，NH4+-N、NO2--N及TN的平均去除率為94.9％、92.1％和81.6％，NO3--N生成率為9.50％。反應(yīng)器總氮進(jìn)水負(fù)荷與去除負(fù)荷分別為2.5kg/m3

6、·d和2.0kg/m3·d，二者成線性相關(guān)。根據(jù)反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行期平均進(jìn)水基質(zhì)和產(chǎn)物濃度推算出本反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的ANAMMOX反應(yīng)的綜合方程為：1.44NH4++NO2-+0.512HCO3-+0.252H+→1.0916V2+0.18NO3--+0.512CH2O0.5N0.15+274H2O由此式計(jì)算出的參與反應(yīng)的基質(zhì)比例、NO3--N生成率及堿度消耗量與實(shí)際測(cè)定值接近，從而使該方程的準(zhǔn)確性得以驗(yàn)證。 5.污泥壓濾液生物脫氮探索

7、性研究：采用長(zhǎng)污泥齡亞硝化—ANAMMOX聯(lián)合工藝處理污泥壓濾液廢水，初步驗(yàn)證了該工藝的可行性與有效性。①長(zhǎng)污泥齡亞硝化反應(yīng)器可通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量來(lái)控制反應(yīng)器內(nèi)的DO，運(yùn)行期間DO可控制在0.05mg/L以下，反應(yīng)可穩(wěn)定在NO2--N階段。試驗(yàn)期間曝氣量與NH4+-N轉(zhuǎn)化量之比基本恒定，即轉(zhuǎn)化lmgNH4+-N需曝氣量0.6L，折合需氧量為1.80×10-4kg；②聯(lián)合工藝中，二級(jí)厭氧氨氧化反應(yīng)器的NH4+-N、NO2--N及TN的平均去除