CANON工艺.ppt

CANON工艺的原理 Canon Completelyautotrophicnitrogenremovalovernitrite 是一个基于亚硝酸盐的全自养生物脱氮过程 它通过氨氧化菌 AOB 的作用 将氨氧化成亚硝酸盐 再通过厌氧氨氧化细菌 AAOB 的作用 将剩余的氨和亚硝酸盐转化成氮气 CANON工艺的出现 20世纪末 荷兰E B Muller等和德国A Hippen等分别在消化污泥压滤液和垃圾渗滤液的脱氮处理系统中发现了Canon现象 2002年 荷兰Delft工业大学提出并研发了Canon工艺 CANON工艺理论研究进展 高氮负荷 氧浓度有限的废水处理系统中 发现了大量的NH4 N以N2的形式消失 随着厌氧氨氧化的发现 人们推测AOB和Anammox菌可能共存SHARON Anammox工艺的研究通过生物膜的方式 AOB与Anammox菌分别位于生物膜的外层与内层数学模拟 AOB NOB Anammox菌对O2 NO2 N NH4 N形成竞争 颗粒污泥CANON工艺形式 CANON工艺可以从两方面着手 采用生物膜CANON的形式 采用生物膜 更有利于反应器初期持留微生物 避免污泥流失 但是它面临着反应器堵塞的问题与反冲的困难 采用活性污泥CANON的形式 颗粒污泥CANON工艺的形式 有良好的沉降条件 使生物体保留在反应器内 不需要反冲洗动力消耗 又兼有生物膜的功能 它应是今后发展CANON工艺主要形式 CANON工艺的工程应用现状 目前CANON工艺主要应用在高氨氮废水 低C N废水的处理中 这类废水主要包括污泥消化液 畜牧养殖场的废水 垃圾渗滤液 土豆加工厂废水及味精废水等 CANON工艺主要采用SBR 生物转盘 RBC 膜生物反应器 MBR 等启动 原因在于它们具有良好的持留污泥能力以保证足够Anammox菌和AOB的数量 通过接种CANON污泥启动 可以大大缩短启动时间 随着CANON颗粒污泥的研究深入 一些工程的问题也得到解决 CANON工艺应用举例 WettB采用SBR池处理奥地利污水处理厂的消化液 SBR池的容积为500m3 去除负荷达到340kg d SchmidM等采用RBC处理垃圾渗透液 池的容积为240m3 在常温 DO质量浓度为0 8 1 2mg L pH为8 1下 氮的最大去除率为1 17kg m3 d 荷兰Olburgen土豆加工废水成功应用CANON工艺 设计负荷为1200kgN d 处理能力为700kgN d CANON工艺在污泥消化液应用比较成熟 不管从处理效果还是规模都优于其他废水 这是由于污泥消化液相对工业废水和垃圾渗透液的毒性要小和一些人类未知的物质对CANON影响 CANON主要采用SBR和RBC反应器 由于RBC有臭味 易滋长苍蝇和生物膜易脱落导致出水水质变差等缺点 同时随着自动化控制技术的进步 其应用领域也开始逐渐扩展到废水处理 和SBR自身的特点 SBR将占主要优势 CANON工艺面对的问题 溶解氧的控制 由于AOB与NOB容易共存 所以短程硝化的主要问题在于如何避免NO2 N被进一步氧化成NO3 N 在溶解氧较低的情况下 反应器内微生物 AOB NOB Anammox菌 对O2 NO2 N NH4 N形成竞争 对氧亲和系数更低的AOB能够形成对NOB的竞争优势 而在合适的DO浓度和一定的氨氮表面负荷情况下 可以使Anammox菌形成对NOB的竞争优势 因此可以成功实施CANON工艺 温度的控制 温度大于25 时 AOB的增长速率大于NOB 短程硝化的适宜温度为35 StrousM等和EgliK等发现Anammox菌适宜温度为20 40 郑平等发现当温度从15 升至30 时 反应速率逐渐提高 继续升至35 时 反应速率反而下降 因而得到Anammox菌最佳反应温度为30 FA的控制 FA控制方面 AnthonisenAC等研究发现FA对AOB和NOB都有抑制作用 但NOB比AOB更敏感 因此 当FA浓度介于两类菌群的抑制浓度之间 则AOB能够正常倍增和氧化 而NOB被抑制 此时就能发生短程硝化 但是这样形成的短程硝化并不稳定 并且这种适应性是不可逆的 NH4 N和NO2 N的控制 在NH4 N质量浓度大于200mg L的情况下 CANON工艺中细菌的多样性好 稳定性强和去除能力强 在CANON工艺中 NH4 N首先被转化NO2 N 而NO2 N质量浓度过高可能会对AOB形成抑制作用 总体而言 NH4 N与NO2 N对于CANON工艺的适用范围是非常宽泛的 工程应用时 它们对于AOB或Anammox菌的影响并不大 主要问题在于如何实现稳定的短程硝化 低温和有机物的控制 在较低温度下 作为主要脱氮的Anammox菌 也会受到严重影响 这需要大大降低负荷 或者适当温度保证CANON工艺的正常运行 如果存在过多的有机物 会使CANON工艺脱氮效果低于反硝化作用 因而必须采取措施 使得C N比值控制在一定范围内 Zhang等认为须使得C N在0 81以下 过程控制 传统生物脱氮工艺 按照有机氮 NH4 N NO2 N NO3 N NO2 N N2的步骤达到脱氮的目的 该工艺虽然应用已经成熟 但存在很多问题 反硝化时碳源不足 需要外加碳源 反硝化