生物濾池硝化及自養(yǎng)脫氮特性研究.pdf

1、水體的氮素污染對人類的生存環(huán)境造成了巨大危害，氨氮是水體氮素污染的主要來源，己成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。尋求經(jīng)濟(jì)、高效的污水深度處理技術(shù)，對促進(jìn)污水回用事業(yè)的發(fā)展和水環(huán)境的恢復(fù)有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。近年來，在污水再生工藝的理論與實(shí)踐研究中，生物濾池以其集生物膜氧化降解能力和濾料的物理截留效能于一體的優(yōu)勢和高效、低耗的特點(diǎn)，逐步成為城市污水大規(guī)模再生的主導(dǎo)工藝。 厭氧氨氧化(ANAMMOX)技術(shù)是一項(xiàng)具有廣闊應(yīng)用前景的新型生物脫氮技術(shù)

2、，具有很高的開發(fā)價值。基于厭氧氨氧化作用與硝化作用的相似性，本文首次以生物濾池做為反應(yīng)器，通過以硝化菌作為ANAMMOX反應(yīng)接種物的策略，采用低氨廢水做為實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器進(jìn)水，成功地啟動和穩(wěn)定運(yùn)行了ANAMMOX生物濾池，并對ANAMMOX生物濾池用于回用水處理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 實(shí)驗(yàn)首先針對城市二級處理出水水質(zhì)特點(diǎn)，對曝氣生物濾池(BAF)的掛膜啟動、基質(zhì)去除的運(yùn)行特性、反沖洗特性進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)考察了BAF去除有機(jī)物的異養(yǎng)膜和硝化

3、自養(yǎng)膜成熟的過程，結(jié)果表明，異養(yǎng)生物膜大約8天就能達(dá)到比較穩(wěn)定狀況，而硝化菌(包括亞硝酸菌和硝酸菌)的硝化作用要滯后，在啟動的第6天才開始出現(xiàn)氨氮降低，大約在17天硝酸鹽氮濃度開始達(dá)到穩(wěn)定。 BAF對CODcr、NH4+-N、濁度具有較好的去除效果，出水水質(zhì)穩(wěn)定，而且具有很好的抗沖擊負(fù)荷能力。溫度對氨氮的去除效果有很大影響，在進(jìn)水溫度15℃以上，氨氮的平均去除效果可達(dá)到78.2％，而在15℃以下，氨氮的去除效果降低到20.2％

4、。 通過對BAF沿程去除效果對比發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物和氨氮沿濾層變化規(guī)律是相同的，即有機(jī)物和氨氮同時得到去除，但BAF對氨氮的去除主要集中在濾池進(jìn)水端25～105cm之間。水力沖擊負(fù)荷對硝化菌的影響相對較小，而對碳化異養(yǎng)菌的影響較大。 在硝化生物膜濾池成熟以后，利用硝化菌的基質(zhì)多樣性和代謝多樣性，通過好氧硝化生物膜的硝化作用向ANAMMOX作用轉(zhuǎn)變，成功地啟動了ANAMMOX生物濾池。生物濾池在70d內(nèi)完成由硝化作用向ANA

5、MMOX作用的過渡，NH4+-N和NO2--N去除率分別為95.09％和96.46％。 實(shí)驗(yàn)中穩(wěn)定地運(yùn)行了ANAMMOX生物濾池。通過改變進(jìn)水基質(zhì)負(fù)荷，研究了ANAMMOX生物濾池的處理效能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，一定程度上亞硝酸鹽濃度的提高有利于加快反應(yīng)的進(jìn)程，高濃度的NO2--N對ANAMMOX反應(yīng)也存在明顯的抑制作用，但此時NO2--N的抑制作用具有自身的特點(diǎn)。 溫度是厭氧氨氧化反應(yīng)的重要影響因素之一，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氨氮去除

6、速率及氨氮容積負(fù)荷率均隨溫度的升高而升高，同時，分析了進(jìn)水中碳含量對厭氧氨氧化的影響，結(jié)果表明：TOC的介入將會降低濾池的脫氮速率和能力，不利于厭氧氨氧化菌的生長。 揭示了ANAMMOX反應(yīng)器效能的指示參數(shù)。在ANAMMOX生物濾池啟動和運(yùn)行過程中，NH4+-N去除量與NO2--N去除量、兩者之間的比值，以及濾池內(nèi)pH值和污泥顏色的變化，可以指示ANAMMOX反應(yīng)器的運(yùn)行性能。穩(wěn)定運(yùn)行時，濾池內(nèi)混合液偏堿性，pH值隨反應(yīng)進(jìn)行逐