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厌氧氨氧化污水处理技术及实际应用

作者:lyhb来源:漓源环保 浏览次数: 日期:2018.11.12

         水质控制的重要指标就是氮含量。在工业社会发展的前提下, 水体富氧化问题日益加重。因此, 当前工业污水处理技术的研究重点就是对氮污染的控制与治理。传统工业污水处理一般是硝化-反硝化的脱氮工艺, 需要外加碳源和碱, 不但运行费用较高, 还可能会造成二次污染, 影响脱氮效率。
随着科技的不断进步, 研究者逐渐开始关注新型的生物脱氮技术, 厌氧氨氧化 (ANAMMOX) 技术以其独特的高效低耗的特点应运而生, 并逐渐得以开发应用。
1、厌氧氨氧化反应机理
        根据国内外相关学者的研究, 厌氧氨氧化指的是在厌氧的条件下, 以氨氮 (NH4N) 为电子供体, 亚硝酸氮 (NO2N) 为电子受体, 以CO2或HCO3为碳源, 通过厌氧氨氧化菌的作用, 将氨氮氧化为氮气 (N2) 的过程。其中, 在厌氧氨氧化的过程中, 也产生了中间产物联氨 (N2H4) 以及羟氨 (NH2OH) 。在厌氧氨氧化的反应中只对CO2以及HCO3产生了消耗, 并没有进行外加碳源, 因此不但能够有效实现成本的节约, 也防止了反应中产生的二次污染;反应过程中几乎不产生N2O, 能够有效避免传统脱氮造成的温室气体排放;反应过程产碱量为零, 无需添加中和试剂, 并较为环保。
2.影响厌氧氨氧化的主要因子
        Anammox菌生长相对缓慢,倍增时间为11~29d,且对周围环境要求很高,周围环境的波动对Anammox效果有严重的影响。因此,如何选择和控制Anammox菌影响因素,对于快速和稳定培育Anammox菌,具有非常重要的意义。
2.1温度对厌氧氨氧化的影响
        温度能显著影响Anammox活性,在合适的温度范围内Anammox菌才会表现出较好的反应活性,提高反应器的运行效能。温度在26~37°C之间变化时,氮去除速率在1.51~1.84kg/(m3•d),当温度低于20°C时,反应器氮去除会快速下降,特别是当温度低于15°C时,反应器氮去除速率下降至0.55kg/(m3•d),从而抑制Anammox反应。对其进行线性拟合发现,低于20°C时温度与氮去除速率具有明显的线性关系。
2.2pH对厌氧氨氧化的影响
        在Anammox过程中,pH是一个非常重要的环境参数,它不仅能直接影响Anammox菌,还能通过影响氨和亚硝酸的有效性而间接影响反应活性,在多项研究中表明,pH对Anammox活性有重要的影响。pH值和有机物对Anammox反应器的影响显著,在(20±1)°C下,Anammox反应的pH值为6.7~8.5。当pH值<6.7或>8.5时,将导致游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)的浓度分别高于8.93mg/L和2.67×10-2mg/L,抑制Anammox反应。
2.3溶解氧对厌氧氨氧化的影响
        Anammox菌为厌氧菌,因此,氧气的存在极易影响Anammox菌活性。保持反应器内厌氧环境对Anammox反应极为重要,不容忽视。通过改变进水碱度、光照条件和溶解氧,发现水力停留时间为1.5h条件下,当进水DO小于3mg/L时,平均氨氮去除率和亚硝氮去除率分别为99.7%和100%,平均总氮去除负荷为1.0kg/(m3•d)。溶解氧会使Anammox活性受到抑制,在溶解氧去除后Anammox活性可以得到恢复。
2.4基质浓度对厌氧氨氧化的影响
        Anammox反应是氨氮和亚硝酸盐的生物反应,一般来说,亚硝酸盐既是Anammox的必备物质,同时也是Anammox的限制性基质,甚至是毒性物质。当亚硝酸盐的含量超过一定限度后,亚硝酸盐会抑制Anammox活性,影响正常的生长与代谢。
当处理人工配水时,在中低进水浓度下(NO2--N≤400mg/L),与改进式连续进水方式相比,宜采用一次性进水方式运行;在高进水浓度下(NO2--N≥400mg/L)改进式连续进水方式比一次性进水方式优势明显。
2.5有机物对厌氧氨氧化的影响
         有机物对Anammox既有促进作用,同时也会抑制Anammox的活性。促进作用主要是特定的有机物可作为能源被Anammox所利用,维持Anammox的生理代谢,同时也能调节碳氮比,使Anammox和反硝化耦合;抑制作用主要表现在有机物的存在会增强异样菌的活性,使其与Anammox菌争夺电子受体亚硝酸盐。

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