高溫厭氧氨氧化菌的富集培養及條件優化研究.pdf

1、作為一種高效、經濟、節能的新型生物脫氮技術，厭氧氨氧化工藝具有重要的應用前景。但厭氧氨氧化菌（AnAOB）對溫度極其敏感，影響其實際應用。本文考察了高溫（≥40℃）厭氧氨氧化工藝的運行性能，試驗了溫度沖擊對中溫（40℃）厭氧氨氧化體系的影響，探索了高溫厭氧氨氧化反應器調控新策略。本研究主要內容包括：
　?、旁囼炌ㄟ^以中溫厭氧氨氧化顆粒污泥為接種物，經一步式升溫方式運行高溫厭氧氨氧化反應器，揭示了高溫體系的不穩定。序批式厭氧反應器（

2、SBR）試驗得出了40℃時，出水亞硝氮濃度低于5 mg L-1，氨氮和亞硝氮的平均去除率分別為78.1％和98.8%。45℃是菌體活性逐漸受到抑制的最低溫度，當SBR運行至第四個周期，出水亞硝氮濃度增至91.6 mg L-1，接近亞硝氮對AnAOB活性的抑制閾值（100 mg L-1）。在40℃連續流試驗中，通過增加進水基質濃度和減小水力停留時間（HRT）來挖掘反應器潛能。HRT減小階段持續141 d，HRT由12 h減小至1.12 h

3、，期間總氮負荷（NLR）由1.08 kg m-3 d-1提升至11.7 kg m-3 d-1，總氮去除負荷（NRR）由1.02 kg m-3 d-1提升至9.9 kg m-3 d-1，并在運行穩定階段應用修飾的Stover-Kincannon模型和修飾的二級基質去除模型較好的描述了反應器的高溫脫氮性能。此外在進行濃度提升試驗時，出水亞硝氮濃度居高不下。
　?、苹诟邷貑我蜃記_擊，試驗了高溫和低溫復合沖擊、高溫和負荷復合沖擊對厭氧氨

4、氧化工藝的影響。相對于低溫沖擊而言，高溫沖擊抑制反應器性能時間長，恢復時間長。55℃的溫度沖擊會嚴重影響反應器的正常運行，表現為沖擊期間出水亞硝氮濃度峰值達到182.8 mg L-1，抑制階段長達47.5 h，恢復階段持續約10 d，并且沖擊時活性由163 mgN g-1VSS d-1驟降至70 mgN g-1VSS d-1。反應器經受長期沖擊馴化后，當進行高溫和負荷復合沖擊時，反應器能自如應對，此時復合沖擊較之單一高溫沖擊的影響小，僅

5、經過10.5 h即可恢復正常。此外，反應器受沖擊影響后，沖擊時的顆粒污泥活性明顯下降，EPS含量增多，血紅素含量略微下降。
　?、墙沂玖他}度對 AnAOB耐熱性的重要作用，考察了高溫厭氧氨氧化反應器長期運行的控制技術。采用批次試驗，研究了鹽度對高溫厭氧氨氧化反應的短期影響。結果表明，適度增加鹽含量可使高溫AnAOB活性增大，發現最優加鹽量為5 g L-1、8 g L-1NaCl，可分別使40℃的AnAOB活性提高76.6%、77.

6、5%，47.5℃的AnAOB活性提高16.5%、53.4%。進行鹽度預暴露時間及持續時間影響試驗時發現，高溫條件下鹽度對AnAOB耐高溫的促進作用有賴于無機鹽的持續作用。連續流試驗采用溫度逐升方式考察鹽度的長期影響作用。試驗發現，與對照組相比，試驗組反應器內AnAOB活性較高，污泥沉降性能好且EPS含量多。此外，試驗組污泥中血紅素含量小于對照組，揭示了菌體活性與血紅素含量的不對應關系。同時經修飾的Arrhenius方程得出對照和加鹽反應