多种外加碳源对厌氧氨氧化耦合反硝化的影响

40江西化工2019年第2期多种外加碳源对厌氧氨氧化耦合反硝化的影响刘帅郭怡秦李玉辉高旭刘道成(东华理工大学水资源与环境工程学院，江西南昌330013)摘要:摘要:厌氧氨氧化反应功能菌世代时间长，生长条件苛刻，反应过程和脱氮效果在有机物存在的条件下极易受到影响。因此，本文在快速启动ANAMMOX反应的方法基础上，通过连续添加8种有机碳源进行批次试验，探究有机物ANAMMOX反应的影响。结果表明，不同有机物对厌氧氨氧化系统的促进作用不同，氨氧化速率从高到低依次为乙酸钠、丙酸钠、蔗糖、乳糖、淀粉、戊酸和己酸。当浓度达到300m^L时，乙酸钠反硝化性能优于丙酸钠。以硝态氮为底物时，大分子有机物（戊酸和己酸）对提高反硝化脱氮性能帮助很小。关键关键词:有机碳源ANAMMOX反应厌氧氨氧化反硝化随着工业性发展需求日益增多，在占地面积和经济需求的客观条件下，氮素的去除容易受季节性温度差异、地理位置、工厂废水可生化性较弱等多种因素影响，使传统脱氮技术受限[1]。传统的硝化反硝化需要碳源，这为研究者们提供了探索新工艺的着手点，研究新型活性污泥变型污水处理法[2]。ANAMMOX脱氮工艺具有能耗低、不需外加碳源、产泥量少等优点[M]，成为脱氮研究的热点。然而AAOB生长缓慢、难以富集和受温度影响大等因素造成该过程对反应条件敏感[5]，尤其是当有机碳源时则会抑制AAOB。乙酸、乙酸钠、葡萄糖等有机物在低浓度下对AAOB的生长影响不大，但在高浓度条件下会对AAOB的生长产生抑制作用;醇类、苯酚等有机物会对AAOB产生毒性抑制作用[6’7]。就目前情况而言，关于ANAMMOX反应研究的规模大多停留在使用人工进行配水的实验室阶段。但是，无论是生活污水、生产废水还是工业污水中，都不可避免的含有各种不同的有机物。当存在外加有机物时，实验过程中要考察ANAMMOX反应的实际进行情况和系统容积基质氮去除速率（NRR)。在此前提下，本文分别采用丙酸钠、乙酸钠、淀粉、葡萄糖、蔗糖、乳糖、己酸和戊酸8钟有机碳源进行批次试验，并从NH4+-N、N02--N、硝酸盐氮（N03--N)和总氮(TN)去除等角度探讨了投加不同种类的有机物对AN­AMMOX菌的活性的影响以及在此过程中系统脱氮性能，以扩大ANAMMOX工艺的应用范围,为大规模使用提供理论和技术支持。1试验材料和方法1试验材料和方法1.1试验装置与方法如图1所示，采用UASB-生物膜反应器，反应器由有机玻璃制造（双层结构，外层为水浴内层为反应器），内径为〇.11m反应器装置高1.lm,试验有效容积为10L，反应器避光采用黑色软性EVA泡沫对装置外部进行包裹，蠕动泵从底部泵人模拟人工废水,出水从装置上端流出进人排水口。反应器在室温下运行（夏季室内最高温度<30$)。首先,从连续流反应器中用8-16目标准检验筛选取适量污泥，用蒸馏水冲洗污泥3遍以去除残留基质后静置l〇min。然后先配制A液和B液两种不同的溶液(其中A液中NH4+-N含量200mg/L,N02_-N含量240mg/L,B液含N03--N200mg/L)另配置C液为200mllmg/L有机物溶液。试验采取对照试验，同时采用有效容积为500mL锥形瓶,A1为空白对照，不投加有机物，A2-A5分别按梯度分别投加50、100、200和300m^L的有机物，同时每个锥形瓶中称2g污泥倒人各自瓶中，其余加A/B液补至500mL。随后将锥形瓶放人恒温振荡箱，控制转速为150r/min,设置温度为26T，以期模拟外界水温温度。每次试验前均曝氮气5min，消除氧气对厌氧氨氧化反应的影响，同时取样前3min停止振荡。平行进行5组试验，每组试验均重复3次，取3次试验的平均值作为结果。1.2接种污泥和试验用水AAOB来源于实验室厌氧氨氧化固定床反应器下部的悬浮污泥。厌氧氨氧化固定床反应器有效容积50L,原水中亚硝氮控制为50~60m^L,氨氮为40~50mg/L，其余组分和微量元素控制参照文献10反应器温度为24~26T，进水由浓水和未经消氧的自来水组成,DO为4~5m^L。取样期反应器HRT为3h,总氮平均容积去除负荷为〇.5k^(m3•d),悬浮污泥MLVSS/MLSS为56%~58%,总氮平均比降解速率0.312kg/(kg•d)。试验废水采用人工模拟配置废水，其主要成分有：NH4Cl、NaN02、NaHC03、KH2P04、MgS04.7H20、<^(：12和苯酚。作者简介作者简介:刘帅（1992-),硕士，E-mail:449157746@qq.com。2019年4月多种外加碳源对厌氧氨氧化耦合反硝化的影响411.进水泵;2.颗粒污泥;3.鲍尔环;4.进水口；5.出气口;6.温度计;7.加热棒;8.出水图1UASB-生物膜反应器示意生物膜反应器示意1.3分析项目NH4