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水处理的一种——厌氧氨氧化菌

2017-09-06 16:22:53 来源:网络

低温对厌氧氨氧化的应用具有更重要的实际意义:

Cema等在温度为17℃运行厌氧氨氧化生物转盘,氮平均去除率达到0.5kg/(m3˙d); Cema, et al. Management of Pollutant Emmission from Landfills and Sludge, 2008

Isaka考察低温条件下厌氧氨氧化的长期稳定性,认为20℃-22℃时厌氧氨氧化生物滤池可保持稳定的氮去除效能,总氮去除最大可达8.1kg/(m3˙d);Isaka, et al. FEMS Microbiol Letters, 2008

Dosta等认为小幅度降温更有利于厌氧氨氧化低温条件的启动运行,厌氧氨氧化SBR反应器在温度为18℃时的氮去除率为0.3kg/(m3˙d),此时NO2--N与NH4+-N消耗量之比由30℃ 时的 1.38±0.01 降低到 1.05±0.01 ,当温度降到 15℃ 时,氮去除率仅为 0.02kgN/(kgVSS˙d),此时反应器内NO2--N开始累积,系统稳定性消失;Dosta, et al. J Hazardous Materials, 2008

pH对污泥活性的影响

Strous等人认为厌氧氨氧化的最大反应速率出现在pH 值为8 左右。 Strous, et al. Appl Microb Biotechnol, 1998

郑平等认为厌氧氨氧化的最适宜pH 值在7. 5~ 8.0附近; Zheng, et al. J Environ Sci-China, 2004

左剑恶等通过实验得出pH值对厌氧氨氧化过程有明显影响,最适pH值为7.5~8.3,在pH值7.0~9.0之间。左剑恶等,环境科学,2006

ANAMMOX工艺的开发

经济性分析

厌氧氨氧化

半硝化-厌氧氨氧化工艺( SHARON –ANAMMOX)

将前面两种工艺联合起来,在反应系统中,进水总NH4+的50%在半硝化反应器内发生如下反应:

厌氧氨氧化

SHARON工艺可采用完全混合式好氧连续反应器;ANAMMOX工艺可采用生物膜法和生物流化床。半硝化反应器的出水(含有NH4+和NO2-)作为厌氧氨氧化反应器的进水。在厌氧氨氧化反应器内发生厌氧反应,有95%的氮转变成N2,另外,还有少量的NO3-随出水排出。

厌氧氨氧化

半硝化-厌氧氨氧化工艺适合处理高浓度NH4+-N废水和有机碳含量低的高NH4+-N浓度工业废水。出水NH4+-N可达到6.7mg/L、TN为24mg/L。

较之传统的硝化-反硝化工艺,该工艺耗氧量由4.6kgO2/kgN2降到1.9kgO2/kgN2,降低了耗氧60%,且不需要添加碳源。产生的剩余污泥量很少。

生物膜内自养脱氮工艺 ( CANON)

在限氧的条件下,利用完全自养性微生物将氨氮和亚硝酸盐同时去除的一种方法。该工艺可用以低有机物浓度的废水生物脱氮,可以采用单一反应器或生物膜反应器。

反应器内进行部分硝化和氨的厌氧氧化。在限氧条件下,系统中有两类自养微生物:好氧硝化细菌和厌氧氨氧化细菌。好氧硝化细菌将NH4+氧化成NO2-。反应如下:

厌氧氨氧化

然后,厌氧氨氧化细菌将NH4+和NO2-转变成N2和少量的NO3-。反应如下:

厌氧氨氧化

总的脱氮反应式为:

厌氧氨氧化

生物膜内自养脱氮工艺适用于污水生物脱氮尤其是低有机物高氮废水。 由于该工艺过程微生物是完全自养的,所以不需要外加碳源。另外,在整个脱氮过程中也不需要通风曝气,节约能耗。相对于传统脱氮工艺,该工艺的耗氧量降低63%。

新型脱氮工艺与传统脱氮工艺比较

厌氧氨氧化

应用于不同种类的废水处理

垃圾渗滤液:

Cema等用生物转盘处理垃圾渗滤液,结果表明,在温度不超过20℃时,在生物膜中成功地驯化了厌氧氨氧化菌,反应过程不会受到高亚硝酸盐(100 g NO2-N˙m-3)的影响。 Cema.G, et al. Management of Pollutant Emmission from Landfills and Sludge, 2008

Pambrun等用SBR反应器进行厌氧氨氧化反应处理城市垃圾渗滤液,在反应30-40 d后实现了亚硝酸盐的积累,通过控制溶解氧达到了去除氮的最大负荷2 kgN˙m-3d-1,反应190 d后100%铵转化为亚硝酸盐。 Pambrun et al. CEP, 2008

Ruscalleda等利用SBR反应器评估了厌氧氨氧化和异养反硝化同时处理城市垃圾渗滤液稳定性。 Ruscalleda et al. Water Sci Technol, 2008

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