厌氧氨氧化脱氮及影响因素的研究-模板

1、厌氧氨氧化脱氮及影响因素的研究生物脱氮是除氮最经济的方法,目前已经开发出如 A2O SBR氧化 沟等多种生物脱氮的工艺。但随着对传统生物脱氮过程的研究，暴露出不少问题， 同时提出许多新理论2-6,其中厌氧氨氧化具有许多显着的优点，成为众多学者 研究的重点。1短程硝化脱氮技术原理传统生物脱氮在好氧条件下将废水中有机氮转化为氨氮，然后通过硝化反应 将氨氮转化为硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮还原成气态氮从水中逸出脱 氮。反应方程式如下：厌氧氨氧化厌氧氨氧化总反应式为：厌氧氨氧化脱氮及影响因素研究从微生物的角度看，氨是硝化细菌的营养元素（电子供体）,亚 硝酸盐和硝酸盐是代谢的产物，氧（电子受体）是硝

2、化作用的必需的环境条件。此 过程参与的两种菌属于化能自养型微生物。硝化菌生长率低，对环境变化较为敏感。反硝化作用（以甲醇为碳源）:反应方程式如下：机理机理总反硝化反应：厌氧氨氧化脱氮及影响因素研究反硝化作用是反硝化细菌的厌氧呼吸过程，硝酸盐是电子受体 氮气是代谢产物，要完成这个厌氧呼吸过程还需要不断的从外界获得电子供体 （通常为有机物）。反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，在有氧存在时，它会以02为电 子受体进行好氧呼吸；在无氧而有N02或N03存在时,则以N02或N03-为电子 受体,以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。厌氧氨氧化1995年,Mulder等在研究脱氮流化床反应器时发现,氨确实

3、可直接作为电子供体而进行硝化反应，并称之为厌氧生物氨氧化，简称为厌氧氨 氧化。厌氧氨氧化工艺不需要氧气，也不需要外加有机碳源，从而可在节省能源和 碳源的情况下实现高氨氮废水的高效脱氮，是目前已知的最经济的生物脱氮方法 具有可持续发展意义。目前厌氧氨氧化工艺大都与前期开发的亚硝酸型工艺相结合，以N02-N作为电子受体,以NH4+-N作为电子供体。如SHARON厌氧氨氧化工 艺、OLAN工艺等。SHARON厌氧氨氧化联合工艺是SHARO和厌氧氨氧化组成的 新型生物脱氮工艺,即在有氧的条件下将 SHARONS应控制在氨氧化反应的亚硝 化阶段将其出水作为厌氧氨氧化反应的进水，特别适应于处理低C/N和高

4、浓度氨 氮负荷的废水,世界上第一个生产性的SHARON厌氧氨氧化工艺已于20XX年在荷 兰鹿特丹Dokhaven污水处理厂正式运行11,主要用于处理污泥消化上清液。 全程自养脱氮(CANON)工艺是在限制DO浓度下，一个反应器内两类自养菌(亚硝 化菌和厌氧氨氧化菌)同时作用，将NO2-N和NH4+-N直接转化为N212。厌氧 氨氧化工艺的主要影响因素有氧气、pH、温度和SRT等。2影响前厌氧氨氧化的因素厌氧氨氧化脱氮具有节能高效等不可比拟的优势，但如何实现 厌氧氨氧化是关键。影响厌氧氨氧化的因素主要有如下几种。溶解氧浓度DOStrous等13人采用序批式反应器试验证明氧能够抑制厌氧 氨氧化活性

5、，但除氧后氧化活性能够恢复。在采用厌氧氨氧化工艺处理实际含氨 废水的小试()和中试()装置内，由于除了氨和亚硝酸盐以外，还同时存在有机物 质和其他细菌，厌氧氨氧化细菌对少量的氧并不敏感。在中试中，装置一直敞口并 伴有水下搅拌，厌氧氨氧化反应依然能高速进行。pH在厌氧氨氧化过程中,pH是一个非常重要的环境条件。pH对厌 氧氨氧化过程的影响主要来自它对细菌和基质的影响。郑平等人试验发现，当pH从升至时,厌氧氨氧化速率提高；当 pH继续由升至时，厌氧氨氧化速率下降；由此判定最适卩日在附近。据Strous13 等人报道,厌氧氨氧化的适宜pH范围为,最大反应速率出现在左右。氨和亚硝酸盐都是厌氧氨氧化菌的

6、基质，它们的有效成分可能是NH3和HN02这两种有效成分在液相中的分配百分比都受pH的巨大影响。温度T温度是影响细菌生长和代谢的重要环境条件。随着温度的升高, 细胞内的生化反应加快，细菌生长加速；超过上限温度后，对温度敏感的细胞组分 （如蛋白质和核酸）变性加剧，细菌停止生长，甚至死亡。如果其他条件不变，细菌 生长有一个最适温度。但是，由于厌氧氨氧化菌生长缓慢，测定菌体浓度变化很困 难,至今未见温度与该菌生长之间的定量关系。能够进行厌氧氨氧化的温度范围为 643C 14,适宜厌氧氨 氧化的温度范围为3040C。低于15C,厌氧氨氧化速率较低；超过40C,厌氧氨 氧化活性剧降。在废水生物处理中，厌

7、氧氨氧化属于对温度变化比较敏感的反 应类型,理论上提高温度有利于加速反应。泥龄控制SRT由于厌氧氨氧化菌生长缓慢，细胞产率低，维持长泥龄对厌氧 氨氧化工艺起至关重要的作用。厌氧氨氧化菌的倍增时间长达11d,因此厌氧氨氧化工艺的泥龄越长越好。3实验研究实验废水取苏州某化肥厂产生的废水，其废水水质组成:NH3-N 250300 mg/L,甲酸盐 100 mg/L,pH ,CODcr 400500 mg/L。驯化及运行接种污泥来自化肥厂废水处理系统反硝化池，接种污泥浓度为 g/L。在推流式反应器中，用废水进行污泥驯化。开始阶段用自来水稀释，逐步减 少稀释用自来水量，直至直接用废水进入推流式生化反应系统。 驯化期间不排泥， 推流式周期取24h,运行方式为：直接进水和厌氧搅拌2h,好氧曝气1216h,缺氧 搅拌4h,沉淀阶段12h,采用水浴加热的方式保持推流式生化处理系统的温度在 25C ,加入适当碳酸钠调节 pHo在污泥驯化过程中，对反应器的进出水的 NH3-N 和出水中NO2-N进行分析,研究脱氮效果及控制脱氮的因素。实验结果及分析PH 由于在废水生物处理中通常为微生物的混合群体，所以可以在较宽的pH值范围内进行，但要取得较好的处理效果，则需要在较窄的pH值范围内。故厌氧氨 氧化反应要达到较好的处理效果必须控制pH在最适的范