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高浓度含氮废水生物脱氮新工艺研究_朱明石

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文档简介:

收稿日期:2007-03-30基金项目:国家自然科学基金项目(20377013);广东省自然科学基金重点项目(020959);教育部新世纪优秀人才资助项目。作者简介:朱明石(1982-),男,广东韶关人,硕士研究生。·水污染防治·高浓度含氮废水生物脱氮新工艺研究NewBiologicalDenitrifyingTechnologyfortheRemovalofHighConcentrationNitrogeninWastewater朱明石周少奇秦玉洁(华南理工大学环境科学与工程学院广州510640)摘要采用厌氧氨氧化-UASB工艺处理高浓度含氮废水,这是一种全新的生物脱氮工艺。厌氧氨氧化-UASB反应器、厌氧氨氧化-UASB-生物膜反应器在相同的进水条件和温控条件下稳定运行,实现了对氮素的持续去除能力,NH+4-N、NO-2-N、TN去除率分别保持在99.9%、99.9%、90.0%以上,稳定运行阶段出水pH值均保持在8.5附近。NH+4-N去除量与NO-2-N去除量、NO-3-N生成量的比值可以指示厌氧氨氧化反应器性能的演变。ANAMMOX菌在生长过程中需消耗碱度,因此反应器内pH值的变化可以反映生物反应的相对强度。生物膜的培养有利于ANAMMOX菌积累,UASB-生物膜反应器运行效果明显优于不具有生物膜的普通UASB反应器。关键词厌氧氨氧化氮素去除废水处理UASBAbstractANAMMOX-UASBprocessisakindofnewbiologicaldenitrifyingtechnologyfortheremovalofhighcon-centrationnitrogeninwastewatertreatment.ANAMMOX-UASBreactorandANAMMOX-UASB-biofilmreactoraretowkindsofbioreactors,whichwereoperatingwellinthesameconditions,andthenitrogencouldberemovedcontinuously.TheremovalefficiencyofNH+4-NandNO-2-Nwas99.9%and99.9%,respectively;over90.0%ofthetotalnitrogen(TN)wasremoved;theeffluentpHvaluewaskeptaround8.5.TheratioofremovedNH+4-N,NO-2-NandproducedNO-3-NcouldindicatetheoperationoftheANAMMOXreactors.ThealkalinityisnecessaryforANAMMOXprocess,sothatthepHvaluecouldreflectthegrowthrateofANAMMOXbacteria.BiofilmshaddevelopedonthesupportmediaandthebacteriaincreasedrapidlyaccommodatedtotheoperationmodeofANAMMOXinUASBreactor.TheUASB-biofilmreac-torperformedbetterthanthecommonUASBreactorwhichhadnobiofilm.KeywordsAnaerobicAmmoniumOxidationNitrogenRemovalWastewaterTreatmentUASB氮素去除是废水处理中重要的一部分,通常是通过硝化或反硝化的生物方法实现的,这些传统工艺已广泛地应用于现代污水处理厂中。最近,荷兰科学家Delft[1]在流化床中发现了一种全新的氮素去除工艺,并命名为厌氧氨氧化(ANAMMOX)。厌氧氨氧化反应(ANAMMOX)是在严格缺氧的条件下,以亚硝氮(NO-2-N)为电子受体,将氨氮(NH+4-N)氧化为氮气(N2)的过程[2]。15N的试踪实验表明,氮气组成中的一个N原子来源于亚硝氮(NO-2-N),而另外一个N原子则来源于氨氮(NH+4-N)。羟氨(NH2OH)和联胺(N2H4)作为厌氧氨氧化反应过程的中间产物而参加反应[3]。NH+4+NO-2N2+2H2O早在1977年奥地利理论化学家Broda[4]就预言自然界应该存在以硝酸盐或亚硝酸盐为氧化剂的氨氧化反应。最近研究表明厌氧氨氧化反应(ANAMMOX)过程是在一种自营养菌中发生的,这种菌属于Planctomycetales,并且命名为Candi-datusBrocasiaanammoxidans[4]。CandidatusB.anammoxidans生长速率很慢,据报道,在pH值为8.0、40℃的条

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