高氨氮废水低溶解氧条件下亚硝化试验研究_杨宁

　高氨氮废水低溶解氧条件下亚硝化试验研究＊　杨　宁　胡林林　王建龙　文湘华　钱　易　　提要　在进水氨氮浓度为856mg/L,低溶解氧浓度下迅速启动并运行了亚硝化反应器,考察了反应器中氨氮的氧化和亚硝酸氮的积累情况。试验结果表明:在其他工况不变的条件下长期运行,DO浓度对氨的氧化和亚硝酸积累具有显著影响。当DO在0.2mg/L以上时,亚硝酸氮能够在反应器中完全稳定地积累;当DO小于0.2mg/L时,氨氮的氧化作用显著下降;当DO增加到1.5mg/L以上时,氨氮的氧化作用明显改善,反应器具有很好的抗DO变化的能力。反应器在高氨氮浓度和低DO条件下长期运行,可以完全抑制亚硝酸氧化菌,反应器中已经培养出较纯的氨氧化细菌。关键词　高氨氮废水　亚硝化　溶解氧　氨氧化菌　亚硝酸氧化菌　生物脱氮0　前言＊　国家自然科学基金资助项目(59978020)。　　废水生物脱氮是水污染控制中的一个重要研究方向,已引起世界各国的普遍关注[1]。废水生物脱氮主要由硝化和反硝化两个过程完成。硝化过程可分为两个阶段,分别由亚硝化细菌和硝化细菌完成,第一步是由氨氧化菌(ammoniumoxidizer)将氨氮转化为亚硝酸氮(NO-2),第二步是由亚硝酸氧化菌(nitriteoxidizer)将亚硝酸氮转化为硝酸氮(NO-3)。这类菌利用无机碳化物如CO2-3,HCO-3和CO2作碳源,从NH3,NH+4或NO-2的氧化反应中获得能量,两步反应均需在有氧条件下进行,反应式可表示为:　　NH+4+1.5O2　　NO-2+H2O+2H+　　NO-2+0.5O2　　NO-3总反应式为:　　NH+4+2O2　　NO-3+H2O+2H+生成的NO-3由反硝化菌在缺氧条件下还原成N2或氮氧化物。可以看出,如果将硝化过程控制在亚硝化阶段,实现简捷硝化-反硝化,则可以减少供气量25%左右,节省动力消耗。此外,还可以节省反硝化过程需要的外加碳源,以甲醇作为反硝化的碳源为例,NO-2反硝化比NO-3反硝化可节省碳源40%,这对处理焦化、石化、化肥以及垃圾渗滤液等高浓度氨氮废水等具有特别意义。然而,将硝化控制在亚硝化阶段的成功报道并不多见。这是因为,在硝化过程中,由于亚硝酸氧化菌维持稳态生长所需的最小基质浓度(Smin)较低[2],而基质利用速率相对较大,因此自然界中很难观察到亚硝酸盐显著稳定的积累。如何将硝化反应稳定地控