ANAMMOX流化床反應器的性能研究與模擬.pdf

1、在處理含氮廢水上，厭氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation，簡稱ANAMMOX)比傳統(tǒng)的硝化-反硝化工藝更經(jīng)濟高效。其最大的特點是，將氨氮(NH4+-N)和亞硝氮(NO2--N)轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨?N2)，而不需外加氧氣和碳源。液固流化床反應器可有效地減少內(nèi)外擴散限制對底物擴散的影響。而易于流化的多孔聚乙烯醇(PVA)顆粒的選用，既有助于生物生長，同時可以有效的減少能量消耗。 本文對ANAMMOX流化床反應器

2、的性能進行實驗與數(shù)值模擬進行研究，應用PVA顆粒作為ANAMMOX菌的生物掛膜填料，建立兩相流化床(FBR)生物膜反應器，進行脫氮工藝研究。實驗結(jié)果表明：總氮(T-N)、亞硝氮(NO2--N)去除率和硝氮(NO3--N)產(chǎn)率與氨氮去除率之比為1.86:1.02:0.16。由于含有ANAMMOX菌，PVA顆粒的顏色由白色變?yōu)樽丶t色。應用變性梯度凝膠電泳法可檢測到兩種ANAMMOX菌KSU-1序列和KU-2序列，并以KSU-1序列為主；水力

3、停留時間為9～16小時，氨氮、亞硝氮和硝氮去除率分別為81％、92％和75％。氨氮、亞硝氮和總氮去除速率分別增加到0.71kg N/(m3·d)、0.77 kg N/(m3·d)和1.35kg N/(m3·d)。同其他類型廢水處理反應器(如固定床和以普通填料的流化床生物膜反應器)相比，無論是在NO2--N去除上，還是在NH4+-N去除上，均優(yōu)于上述兩種方法，而且去除效果穩(wěn)定。 本文建立了ANAMMOX流化床反應器的反應機理模型和

4、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。通過模型模擬和實驗結(jié)果比較表明，內(nèi)外擴散限制同時存在時的總體有效系數(shù)η隨液相主體濃度變化，內(nèi)外擴散限制僅在底物濃度低于0.01g/L時對生物反應有影響。這說明對比生長率很低的ANAMMOX菌而言，內(nèi)外擴散的限制對反應的影響較小。ANAMMOX流化床反應器的反應機理模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的模擬值與實驗值的誤差在20％以內(nèi)。 本文應用ANAMMOX菌的雙底物生物反應動力學模型，對PVA顆粒作為填料的流化床反應器進行