污水处理厌氧氨氧化工艺研究与应用进展彩神网

  一形式工艺占地小,响应器机闭轻易,因为短程硝化和厌氧氨氧化响应正在统一响应器中举办,基质含量较低,于是浮现逛离氨(FA)、逛离亚硝酸(FNA)迫害控制的或者性稍低极少。可是一体化工艺生物构成更杂乱,NOB 正在体例中阻挠易裁汰或控制,工艺对 pH、水温更为敏锐,体例的掌握难度更大,浮现题目后要很长时辰能力规复。

  目前,生物膜花式的厌氧氨氧化工艺要紧有DeAmmon 和 ANITATMMox 等。此中,DeAmmon 工艺于 2001 年由 Purac 公司和 Hannover 大学联结拓荒,正在德邦 Haittingen 污水治理厂起首获得操纵。工艺由 3 个 MBBR 响应池和1 个脱气池构成,3 个响应池能够遵照需求以串联或者并联的形式相接,MBBR 的填充率为 40%~50%。

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  大批查究以为,AAOB 的理念温度条款为 30~40 ℃,可是自然条款下正在温度较低时也能够举办坚固的厌氧氨氧化响应,RYSGAARD 等指出正在 -1.3 ℃时,北极海底重积物中的 AAOB 菌仍具有活性[2]。低温条款下响应器中的 AAOB 菌的活性连续受到闭切,极少查究结果证明,正在亚硝化 - 厌氧氨氧化工艺体例中,温度降到 20 ℃以下后都测定涌现了 AAOB菌的活性,有些查究显示,正在 10 ℃以至更低温度都有或者存正在坚固的厌氧氨氧化响应[3-4]。可是也有查究指出,当温度低落到 15 ℃时,生物膜响应器内早先积聚NO2-,证明 AAOB 菌的活性受到了控制[5]。

  正在厌氧氨氧化工艺的实践操纵方面,2002 年,帕克公司正在鹿特丹 Dokhaven 污水治理厂修制了天下第 1 座坐蓐性厌氧氨氧化响应器,采用 SharonAnammox 体例治理污泥脱水液。以后,荷兰、德邦、日本、澳大利亚、瑞士和英邦等地也接踵设立修设了共100 众座厌氧氨氧化废水治理厂,除了污泥消化液,治理的废水还席卷垃圾渗滤液、养殖场废水、食物废水等。目前,实践工程操纵的厌氧氨氧化手艺能够分为悬浮污泥统、颗粒污泥和生物膜体例。

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  BRODA 遵照热力学准备,正在 20 世纪 70 年代提出了厌氧氨氧化的存正在,以为它是自然氮轮回中的一个缺失的部门。MULDER 和 VAN DE GRAAF正在 20 世纪 90 年代中期起首对此举办了尝试外明,以后人们对该历程发生了极大的风趣。厌氧氨氧化的响应方程式为:

  Strass 污水治理厂最先开启了向主流厌氧氨氧化偏向的迈进。该厂将测流厌氧氨氧化体例残存的AAOB 和 AOB 添加到主流,固然杀青了 AAOB 菌的富集,可是该厂的主流厌氧氨氧化效率仍不睬念,要紧是亚硝化历程不坚固。尝试显示,NOB 菌能合适低氧境遇,于是低氧运转并不得胜,而间歇曝气等闭联控制 NOB 的手艺举措仍正在追求中。

  两段式工艺亚硝化和厌氧氨氧化响应容易杀青优化掌握,亚硝化响应器中的异养微生物不妨降解污水中的有机物及其他有毒无益物质,低落对厌氧氨氧化响应的晦气影响,于是体例运转溃散后容易规复。可是亚硝化段中亚硝酸盐累积易发生 FNA 控制,且因为要将亚硝化速度和厌氧氨氧化速度举办成婚,以是体例的打算较为杂乱。

  颗粒污泥体例的一个榜样案例是帕克公司正在鹿特丹设立修设的 Anammox 响应器,早期的测流工艺方向于采用两段式体例,以是实践运转时该 Anammox响应器与之前修好的亚硝化 SHARON 响应器举办耦合,酿成了 Sharon-Anammox 响应体例,该体例的启动通过了 3.5 年。随后帕克公司又拓荒了一形式Anammox 响应器。两段式体例中的厌氧氨氧化响应器和一形式响应器均采用上向流接连式运转,内置斜板重淀池,杀青了对污泥颗粒的拘押。

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  其它,针对厌氧氨氧化响应,查究职员提出了滋生速、发展周期短的 AAOB 也能够存正在于泥龄较短的污水治理体例,已有闭联的试验外明了该结论。

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  基质氨对 AAOB 的影响较小,唯有氨的质地浓度领先 1 g/L 能力控制[6]。基质氨的控制要紧由 FA发生。FA 对 AOB 和 NOB 均有控制,但控制的含量鸿沟差异。ANTHONISEN 等报道了质地浓度 0.1~1.0 mg/L 的 FA 对亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)有控制感化,而质地浓度 10~150 mg/L 的 FA 对硝化杆菌属(Nitrobacter)有控制感化[7]。正在亚硝化工艺中将 FA 的质地浓度掌握上述 2 个鸿沟之间,NOB 就会被控制而发生NO2-积聚。

  pH 一方面影响了 AOB、NOB、AAOB 等微生物的发展活性,另一方面影响了NH4+和 FA 以及NO2-和 FNA 之间的化学平均。普通而言,正在中性偏碱性条款下,AOB 和 AAOB 能力浮现出相对较高的发展活性。彩神网AOB 适宜发展的 pH 是 7.0~8.6,AAOB 适宜发展的 pH 为 6.5~8.8[10]。pH 较高时,化学平均向天生 FA 偏向举办;pH 较低时,化学平均向天生 FNA偏向举办。当 pH 分辩大于 8.0 和低于 6.0 时,FA 和FNA 正在编制内所占比例急迅增大。经准备,35 ℃水溶液中总NO2--N 的质地浓度为 500 mg/L、pH 为 7时,FNA 的质地浓度唯有 0.1 mg/L。以是当 pH 大于7 时,FNA 对 AOB 和 NOB 的控制感化较为有限。

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  AOB 和 AAOB 发展平缓,世代周期长,正在通常悬浮污泥体例中容易流失,以是悬浮污泥工艺常采用序批式活性污泥法响应器(SBR)花式拘押微生物。

  该响应合成细胞生物量的独一碳源是碳酸氢盐,证明这些细菌为化学自养细菌。亚硝酸盐氧化为硝酸盐的历程中发生的还原当量(能源)用于碳的固定。厌氧氨氧化细菌对底物有很高的亲和力,能够将氨氮和亚硝酸盐的含量降至较低的程度。上述响应式中的 NO2-来自于亚硝化响应。守旧硝化响应席卷 2 个根基历程:氨氧化菌 (AOB)将NH4+氧化为 NO2-;亚硝酸盐氧化菌(NOB)将NO2-氧化为NO3-。亚硝化响应是通过调控,富集 AOB,控制或淘洗 NOB,将硝化响应掌握正在第 1 步,保留NO2-的累积率并使出水 ρ(NO2--N)/ρ(NH4+-N)=1~1.3。

  好氧菌 AOB 和 NOB 对 DO 有竞赛感化,二者的 DO 半饱和系数分辩为 0.74~0.99 mg/L 和 1.4~1.75 mg/L,以是 AOB 具有更好的氧亲和力。正在实践工艺中,往往将 DO 含量掌握正在较低的程度,能够使AOB 优先得到有限的氧,控制 NOB 的活性。文献中报道的控制 NOB,撑持 AOB 活性的临界 DO 含量各纷歧致。RUIZ 等指出,临界 DO 的质地浓度宜掌握正在 1.7 mg/L 以下[11];而 HANAKI 等以为,正在 25 ℃时将 DO 的质地浓度降至 0.5 mg/L,AOB 没有受到明白影响,而 NOB 活性消重[12]。除了直接掌握 DO含量,也能够欺骗生物膜和颗粒污泥内存正在传质阻力,间接束缚 DO 含量,控制 NOB。

  目前,一形式响应器的操纵较为遍及,响应器内DO 的质地浓度掌握正在 1 mg/L 把握,颗粒污泥外里酿成了 DO 含量梯度,外面适宜发展 AOB,内部发展 AAOB,密度较小的异养菌絮体则排到体例外。坚固运转时,TN 负荷可达 4.8 kg/(m3·d)。

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  2)AAOB 对境遇对比敏锐,需确定厌氧氨氧化工程对差异因素废水治理的适宜性,并提出避免有毒物质对 AAOB 发生控制和迫害的举措;

  响应池的每个分区都修设间歇曝气,曝气段和非曝气段的时辰分辩为 20~50 min 和 10~20 min,整体时辰通过监测正在线电导率实行调剂。工艺对 TN 的去除率达 70%~80%,实践运转 TN 负荷为 180 kg/d。

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  基质中的 FNA 对 AOB 和 NOB 均有控制,而离子态亚硝酸盐NO2-的影响较小。FNA 对 AOB 和NOB 的控制质地浓度为 0.01~1 mg/L,哪种细菌对FNA 具有更高的耐受性,目前的查究结果仍互相抵触[8-9]。NO2-对 AAOB 的影响较大,当NO2-的质地浓度高于 100 mg/L 时,AAOB 活性被一律控制[6]。

  生物硝化响应正在 5~40 ℃均可举办,但 15 ℃为分界点。温度高于 15 ℃时,AOB 的发展速率高于NOB,AOB 的最小泥龄小于 NOB 的最小泥龄,而且跟着温度的升高,二者的差值将加众,以是高温有利于 AOB 的发展。正在 25 ℃以上掌握泥龄,能够有用地采选 NOB。目前的工程实例往往将亚硝化历程的温度掌握正在 30~35 ℃。

  目前,厌氧氨氧化手艺查究与工程操纵要紧集合正在工业废水和污泥脱水液、垃圾渗滤液等规模,对付都市污水的操纵查究还极端有限。城镇污水治理量大、可是氨氮含量和水温相对较低、因素也更为杂乱,拓荒适合城镇污水的主流工艺具有首要的实际意旨,同时也面对着更大的离间。厌氧氨氧化手艺用于都市污水仍具有很众较为出色的题目有待管理。比如,NOB 的有用控制和 AAOB 的有用拘押等。

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  北极星水治理网讯:摘 要:敷陈了厌氧氨氧化的工艺道理、工艺花式和要紧成效微生物的特性等查究开展,总结了温度、基质浓度和pH、DO 含量、有机物、金属离子等对厌氧氨氧化历程的影响,先容了厌氧氨氧化工艺正在污水治理测流和主流实践工程中的操纵实例,阐理会工艺的治理效率和运转参数等,剖析了正在实践操纵中存正在的题目。以为杀青工艺的疾速启动,有用控制有毒物质对厌氧氨氧化菌的迫害,降低工艺体例运转的坚固性是厌氧氨氧化正在实践操纵中的环节,也是需求进一步追求和查究的实质。

  1)AAOB 菌发展平缓,需求查究响应器的疾速启动举措,杀青 AAOB 的疾速有用富集,缩短响应器的启动时辰;

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  正在悉数的 SBR 厌氧氨氧化手艺中,80%为 DEMON工艺。该工艺起首是正在奥地利的 Strass 污水治理厂获得操纵,其主题是通过监测 pH 的改观,来调剂曝气时辰,进而调剂短程硝化和厌氧氨氧化的平均;另一方面,该工艺欺骗水力旋流器医治 AAOB 和 AOB的泥龄,微生物正在离心力的感化下会被分为 2 部门,较轻质的 AOB 从顶部溢流,较重的 AAOB 凑集正在底部回流至响应器。Strass 污水治理厂杀青了 85%以上的自养脱氮结果。

  ANITATMMox 是 Veolia 拓荒的厌氧氨氧化工艺,该工艺于 2011 年起首正在瑞典的 Sj觟lunda 污水厂获得操纵,正在测流体例中要紧采用一体化的 MBBR响应池。ANITATMMox 能够采用纯 MBBR 生物膜或者泥膜羼杂的 IFAS 花式。纯生物膜工艺 AAOB菌正在填料的最内层,AOB 正在外层;IFAS 工艺 AAOB要紧正在填料上,AOB 正在悬浮污泥中。ANITATMMox要紧掌握的参数是 DO 含量,能够轻易的将 DO 含量掌握正在肯定鸿沟,或者通过氨氮去除率、硝酸盐天生量和氨氮去除量的比来及时掌握 DO 含量。纯MBBR 体例 DO 的质地浓度掌握正在 0.5~1.5 mg/L,IFAS 体例 DO 的质地浓度掌握正在 0.3~0.8 mg/L。

  AAOB 为苛厉厌氧菌,STROUS 等指出,正在 DO含量为 0.5%~2.0%气氛饱和度时,AAOB 活性被一律控制[6]。但该控制是可逆的,DO 打消后,AAOB 的活性能够规复。AOB 和 NOB 都是苛厉好氧菌,当AAOB 和 AOB 共存正在体例中时,AOB 花费了 DO,以是尽管 DO 的质地浓度正在高于 0.2 mg/L 的条款下,AAOB 也能够保留平常活性,这使得亚硝化纠合厌氧氨氧化工艺的一段式体例成为或者。实践工艺中还欺骗颗粒污泥和填料富集微生物,酿成 DO 外里差异的微境遇,为 AAOB 和 AOB 正在体例中共生创作条款。

  新加坡的樟宜污水厂率先正在主流工艺中得胜杀青了坚固的厌氧氨氧化,原委核算,该厂主流自养脱氮历程对 TN 的去除功劳了 62%。该厂采用分段进水众级 A/O 工艺,体例 HRT 为 5.8 h,污泥中断时辰(SRT)为 5 d,缺氧区敦睦氧区各占 2.5 d,污水温度整年保留正在 28~32 ℃。该厂好氧区短程硝化感化很明白,曝气池亚硝酸盐累积率为 76%,缺氧区内氨氮和亚硝酸盐氮也获得了同步去除。该厂较高的水温是杀青坚固亚硝化的天禀上风,缺氧、好氧瓜代运转和短泥龄的工艺特性是杀青坚固亚硝化的环节因为。

  脱氮和能量自给已成为污水治理的 2 大方针。守旧的生物脱氮历程正在曝气和羼杂历程中花费了能量,正在反硝化和 pH 掌握历程中花费了化学药剂。而短程脱氮(席卷短程硝化和厌氧氨氧化)正在能耗和药耗方面均具有较大的上风。原委 20 众年的繁荣,短程脱氮已得胜操纵于测流等高氨氮废水的治理工程中。

  可生物降解有机物不直接影响 AAOB,但能诱导响应器内通常异养菌(OHO)的发展。因为 AAOB的发展速度比 OHO 低得众,当存正在过量的有机碳时,异养细菌将吞噬响应器的主导职位,所以束缚了AAOB 发展的空间和底物。往往,正在一形式厌氧氨氧化工艺中,进水可降解 COD 和总NH4+-N 的质地浓度比需求低于 0.5。另一方面,倘若进水中含有肯定含量的可降解有机物,那么出水中的硝酸盐能够被去除,以是 TN 去除率是降低的。

  3)主流厌氧氨氧化方面,需求查究降低工艺运转的坚固性,特殊是降低亚硝化历程中亚硝酸盐的累积率和 AAOB 正在低温条款下的活性等。

  铁是细胞血红素的合成元素,对 AAOB 的影响较大,相对 Fe3+,Fe2+更容易鼓励 AAOB 的发展,降低其活性。Fe2+还能够取代氨行动电子供体,Fe3+、锰离子也被用作厌氧氨氧化代谢中的电子受体[17]。正在众种电子受体和电子供体存正在的代谢编制下,AAOB 菌面对的竞赛压力较小,厌氧氨氧化历程也更具坚固性。Ca2+和 Mg2+是微生物的细胞组分,Mg2+、Cu2+、Zn2+是酶的激活剂,不妨降低酶活性来鼓励微生物的代谢。目前的查究皆外明少量的金属离子对 AAOB菌有踊跃影响,可是金属离子含量过高则会对 AAOB菌发生毒性感化。

  厌氧氨氧化响应的基质为氨和亚硝酸,二者含量过高均会对微生物发生控制感化。

  厌氧氨氧化响应(Anammox)是正在缺氧条款下由厌氧氨氧化菌欺骗亚硝酸盐为电子受体,将氨氮转化为氮气的生物响应历程。与守旧的硝化反硝化历程比拟,厌氧氨氧化工艺无需外源有机物,供氧能耗、污泥发生量和 CO2 排放量大为裁汰,低落了运转用度,并具有可不断繁荣意旨。本文对厌氧氨氧化的工艺道理、工艺花式、影响成分和操纵情景举办总结与协商。

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