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食品污水处理工艺中的脱氮除磷工艺

作者:漓源环保来源:漓源环保 浏览次数: 日期:2019.11.09

        诱导结晶法指的是在食品污水处理工程反应体系中投加晶种,控制反应条件,促进沉淀迅速以晶体的形式结晶在晶种上。目前应用的主要是磷酸铵镁结晶法和羟基磷酸钙结晶法。但单一的化学结晶技术对低浓度食品污水中的含磷污水的处理效果较差,而传统生物处理技术又有处理速率低的问题。有研究发现,生物过程对结晶过程有诱导促进作用。因此,可以将二者结合起来,形成生物-诱导结晶耦合互促的脱氮除磷方法。

        1、反硝化诱导结晶

        反硝化除磷过程与传统除磷过程相似,不同之处主要在于条件模式和电子受体上。反硝化除磷依靠的是反硝化聚磷菌(DPAOs)在厌氧下的释磷过程和缺氧条件下以NO3-为电子受体的超量摄磷过程,摄磷过程的同时NO3-被还原为N2。

        反硝化诱导结晶技术是将反硝化除磷过程与诱导结晶技术相结合,即通过聚磷菌的生物过程产生富磷污水,通过诱导结晶技术回收食品污水体中的磷,而后进行反硝化同步脱氮除磷。诱导结晶技术可以减轻生物除磷的负担,并且提高磷回收效率。此外,反硝化同步脱氮除磷可以节约碳源的使用,减少曝气量并且产生较少的剩余污泥。研究表明,反硝化同步脱氮除磷系统可比传统的生物脱氮除磷系统节约50%的碳源投入,以及减少30%和50%的曝气量和污泥产量。

        2、厌氧氨氧化诱导结晶

        厌氧氨氧化(Anammox)是在厌氧条件下厌氧氨氧化菌(AnAOB)以NO2--N为电子受体氧化NH4+-N为氮气而达到脱氮的目的。相比于传统生物脱氮过程,Anammox技术无需外加碳源,可以减少50%的曝气量、90%的污泥产量及90%的运行费用。鉴于AnAOB的化能自养型生活方式和倍增时间长的特点,它更适用于低碳氮比、高氨氮污水如污泥消化液、垃圾渗滤液等的处理。

        Anammox诱导结晶法将厌氧氨氧化法与诱导结晶技术相结合,与反硝化诱导结晶技术不同的是,其将两种技术融为一体。该技术通过Anammox反应导致系统pH升高,诱导水中的Ca2+与PO43-形成羟基磷酸钙(HAP)晶体及它的前体物质(如无定形磷酸钙),并与Anammox生物结合为耦合颗粒共存于系统中。由于传质作用的影响,pH和基质浓度从耦合颗粒表面到内部分别呈现增高和降低的趋势,有利于HAP在耦合颗粒内部的形成和矿化,同时Anammox生物分泌出的内源有机质也对HAP与微生物间的耦合起到促进作用,终形成以HAP为内核,外部附着Anammox生物膜的双层耦合结构。其中生物膜中的AnAOB负责氮的去除,水中的磷则以HAP晶体的形式得以回收。

       Anammox诱导结晶机制

       HAP作为Anammox生物膜载体的同时,可以提高Anammox颗粒污泥的机械性能和沉降性能,使其具有更高的生物质截留能力和抗环境冲击的能力;另外,可以进一步回收耦合体中的HAP晶体。S. Johansson等利用部分亚硝化-Anammox颗粒污泥进行生物诱导HAP沉淀过程,回收的HAP晶体的金属含量符合化肥产业法规和磷行业要求,说明通过Anammox诱导结晶得的磷产品具有市场应用价值。

 

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