厭氧氨氧化的穩定性及其與自養脫硫反硝化耦合工藝研究.pdf

1、厭氧氨氧化工藝相比于傳統生物脫氮工藝具有節約能耗、無需外加碳源、污泥產量低等優勢，逐漸成為目前最為經濟高效的生物脫氮技術之一。然而，厭氧氨氧化菌對環境條件的敏感性限制了該工藝的推廣應用。高氨氮廢水中硫化物的處理通常與脫氮工藝分開進行，導致工藝更為復雜、能耗更高、占地面積更大。本文考察了四季氣溫變化對厭氧氨氧化工藝脫氮性能、穩定性以及污泥顆粒特性的影響;探究了不同類型、不同強度、不同沖擊時間的瞬時沖擊對厭氧氨氧化工藝穩定性的作用;完成了厭

2、氧氨氧化與自養型脫硫反硝化耦合工藝的啟動與穩定運行，實現了將氮素轉化為氮氣的同時將硫化物氧化為硫單質的同步脫氮除硫目標。主要結果如下:
　　(1)厭氧氨氧化反應器在不設溫控設施的實驗室內成功運行330 d;當溫度從31.2℃下降至2.5℃時，總氮去除率、總氮負荷和總氮去除負荷分別從91.2％，13.5 kg N m-3 d-1和11.7 kg N m-3 d-1下降至49.4％，1.34 kg N m-3 d-1和0.91 kg

3、Nm-3 d-1，脫氮性能可在溫度回升后逐漸恢復;由于溫度變化，工藝穩定性出現波動且冬季穩定性最差;比污泥活性(SAA)在低溫時降至5.27±2.2 mg TN g-1 VSSd-1;顆粒污泥沉降性能在溫度降低后變差，為57.8～63.5 m h-1，同時顆粒形狀更加不規則，粒徑更小，污泥呈現棕褐色，血紅素c(heme c)含量下降;胞外聚合物(EPS)含量在進入冬季后增大;生物量是反應器在變溫條件下成功運行的關鍵因素。
　　(2

4、)采用穩態進水的1.5倍和2倍基質濃度，Cu(Ⅱ)對厭氧氨氧化的IC25(5.95mg L-1)和IC50(12.9 mg L-1)，穩態水力停留時間（HRT）的2/3倍和1/2倍作為沖擊條件，分別進行單因子、雙因子、三因子組合的瞬時沖擊，探索了厭氧氨氧化工藝的運行穩定性。試驗結果表明:厭氧氨氧化系統的穩定性與游離氨(FA)和游離亞硝酸(FNA)濃度有關;反應器響應呈現沖擊強度/時間-效應;面對不同類型單因子沖擊，反應器穩定性排序如下:

5、基質濃度沖擊＞ Cu(Ⅱ)沖擊＞水力負荷沖擊;雙因子沖擊，對SAA沖擊效果從強到弱為:（基質濃度+水力負荷沖擊）＞（基質濃度+Cu(Ⅱ)沖擊）＞(水力負荷+Cu(Ⅱ)沖擊）;撤銷沖擊后，反應器在穩態進水條件下可恢復至沖擊前狀態。
　　(3)完成了厭氧氨氧化與自養脫硫反硝化耦合工藝的啟動，測試了耦合工藝的潛能，初步確定了優化工藝參數。采用等體積的厭氧氨氧化顆粒污泥與產甲烷顆粒污泥可成功啟動該耦合工藝。最大氮去除負荷為4.00 kgN