厭氧氨氧化生物膜反應(yīng)器快速啟動(dòng)及影響因素研究.pdf

1、厭氧氨氧化微生物脫氮工藝節(jié)能、高效的特點(diǎn)使得其在廢水生物脫氮領(lǐng)域中顯示出廣闊的應(yīng)用前景。但是厭氧氨氧化菌是中溫菌、世代時(shí)間長(zhǎng)(11d)、細(xì)胞產(chǎn)率低、體積小、易流失,對(duì)環(huán)境條件敏感等特點(diǎn),導(dǎo)致厭氧氨氧化微生物很難快速富集、反應(yīng)器很難快速啟動(dòng)。從而限制了該工藝的實(shí)踐應(yīng)用。
　　 為此,本文在傳統(tǒng)厭氧SBR反應(yīng)器中添加纖維膜作為載體來(lái)防止微生物流失,接種低活性厭氧氨氧化保藏污泥,研究該類型厭氧氨氧化反應(yīng)器在快速啟動(dòng)過(guò)程中的規(guī)律和特點(diǎn),

2、并對(duì)啟動(dòng)過(guò)程中的部分影響因數(shù)進(jìn)行研究,進(jìn)而達(dá)到簡(jiǎn)便、快速地啟動(dòng)厭氧氨氧化。主要研究結(jié)果如下:
　　 1)本研究采用序批式厭氧生物膜反應(yīng)器可以在110d內(nèi)將反應(yīng)器脫氮效能由0.05kg N·m-3·d-1提高到2.06 kg N·m-3·d-1,NH4+-N、NO2--N的去除率均保持在98％以上。在不同基質(zhì)濃度,不同充水比條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)器內(nèi)脫氮能力穩(wěn)定較好,NH4+-N去除量、NO2--N去除量、NO3--N生成量比

3、一直圍繞1.00:1.30:0.26上下小幅波動(dòng)。說(shuō)明纖維膜是厭氧氨氧化菌生長(zhǎng)所需的良好載體,有利于厭氧生物膜反應(yīng)器脫氮能力的提高。
　　 2)通過(guò)提高進(jìn)水基質(zhì)濃度和縮短HRT的方式對(duì)氮去除速率達(dá)到2.11 kg N·m-3·d-1的連續(xù)流厭氧氨氧化生物膜反應(yīng)器進(jìn)行氮去除速率提高研究,以前者經(jīng)過(guò)60d運(yùn)行,最終反應(yīng)器氮負(fù)荷提高到6.44kg N·m-3·d-1,氮去除速率升高到4.50 kg N·m-3·d-1；以后者經(jīng)過(guò)55d

4、運(yùn)行,反應(yīng)器負(fù)荷提高到10.75 kg N·m-3·d-1,氮去除速率升高到7.50kgN·m-3·d-1。同時(shí)在達(dá)到相同氮去除速率時(shí)縮短HRT方式的NH4+-N、NO2--N出水濃度要明顯低于提高進(jìn)水基質(zhì)濃度時(shí)反應(yīng)器的出水濃度。說(shuō)明在反應(yīng)器氮去除速率時(shí)縮短HRT要由于提高基質(zhì)濃度的方式。
　　 3)在厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動(dòng)過(guò)程中隨著進(jìn)水基質(zhì)濃度的增加和氮去除速率的升高,反應(yīng)器內(nèi)pH也會(huì)明顯的增大。由于序批式反應(yīng)器充水比較大,周期

5、內(nèi)pH基質(zhì)濃度變化較大,所以pH對(duì)其影響很小；而連續(xù)流反應(yīng)器基質(zhì)更新速度慢,當(dāng)其pH增大時(shí),水中的FA和FNA也隨之增加,從而導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)厭氧氨氧化細(xì)菌活性受到抑制,不利于厭氧氨氧化細(xì)菌的生長(zhǎng),容易導(dǎo)致反應(yīng)器脫氮效能的穩(wěn)定。
　　 4)針對(duì)生物膜所具有的一些特性對(duì)厭氧氨氧化生物膜反應(yīng)器分別進(jìn)行了高基質(zhì)濃度和進(jìn)水?dāng)y帶DO的啟動(dòng)研究:由于生物膜具有濃度梯度作用,所以當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)NO2--N濃度達(dá)到130 mg·L-1時(shí)并沒(méi)有抑制厭氧氨

6、氧化反應(yīng)。但隨著氮去除速率提高容易導(dǎo)致pH升高,從而很難實(shí)現(xiàn)氮去除速率的提高。不脫氧處理的原水啟動(dòng)厭氧生物膜反應(yīng)器時(shí)經(jīng)過(guò)100 d的啟動(dòng),氮去除速率最高達(dá)到1.090 kg N·m-3·d-1。說(shuō)明生物膜形成后能夠形成DO濃度梯度,為厭氧氨氧化創(chuàng)造良好的環(huán)境,即使原水不進(jìn)行脫氧處理仍可以啟動(dòng)厭氧氨氧化生物膜反應(yīng)器。與將原水脫氧后進(jìn)入反應(yīng)器的方式相比,該方法氮去除速率提高的速度相對(duì)慢些。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)降解過(guò)程表明,進(jìn)水不進(jìn)行除