论文部分内容阅读
部分亚硝化-厌氧氨氧化(Partial Nitritation-ANAMMOX)工艺是目前最经济的污水生物脱氮工艺，与传统的硝化/反硝化工艺相比，该工艺需氧量低、无需有机碳源、污泥产量低和容积负荷高等。但是，厌氧氨氧化反应苛刻的进水要求成为制约该工艺工程化的瓶颈，所以作为ANAMMOX预处理的部分亚硝化工艺是此工艺实现的关键。本文主要研究活性污泥法部分亚硝化的相关内容，采用推流式反应器(PFR: plug flow reactor)，对亚硝化的启动、部分亚硝化的实现及稳定运行进行了探索，并为后续ANAMMOX反应器提供了合适比例的进水，为“A/O生物除磷-部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮”全流程稳定运行提供了基础数据支持。 采用推流式反应器，在常温低氨氮下，分别采取序批式及连续流方式启动亚硝化，并未成功。序批式启动时可以培养出具有亚硝化性能的污泥但难以稳定维持;连续流启动时，仅依靠DO、污泥龄(SRT)等参数的控制难以淘汰亚硝酸盐氧化菌(NOB)。采用高低氨氮（平均为303.9mg/L和82.4mg/L）交替进水，以SBR运行方式，在较高游离氨(FA)浓度(11.36mg/L)和低DO(＜0.80mg/L)浓度的联合抑制下，在较短时间内(12d)，亚硝化率达到90％以上，氨氧化率超过50％，实现了亚硝化的成功启动。 反应器转变为连续流运行后，以A/O除磷工艺二级出水为原水，四个格室DO浓度分别控制在0.40～0.60，0.25～0.45，0.05～0.10，0.40～0.60mg/L，水力停留时间(HRT)为7～9h，成功地将氨氧化率控制在55％左右，出水NOˉ2-N/NH4+-N平均为1.08，部分亚硝化效果稳定，亚硝化率超过95％，平均氨氮负荷(ALR)和亚氮积累负荷(NLR)分别达到0.230、0.111kg N/(m3·d)，成功为后续ANAMMOX生物滤池提供适宜的进水。而控制四个格室的DO浓度分别在0.10～0.20、0.60～0.80、0～0.05、0～0.05mg/L，同样实现了稳定的部分亚硝化。 在反应器稳定运行期间，亚硝化率超过95％，通过荧光原位杂交(FISH)技术分析，AOB占总菌群的比例为44％，NOB为7.8％，说明宏观的亚硝化率达到95％，甚至100％，也不能说明NOB完全被淘汰掉，很可能是NOB暂时受抑制。淘汰NOB是一个极其漫长的过程，需要严格控制运行条件，避免硝态氮的产生，不为NOB的增殖创造有利条件。同时整个运行阶段，部分亚硝化污泥沉降性能良好，SVI在60～100ml/g，未出现污泥膨胀现象。 推流式部分亚硝化反应器稳定运行多达半年，交替好氧/缺氧的运行方式以及反应器各个格室内的DO浓度梯度差有利于保持AOB在反应器内的优势菌种地位，是部分亚硝化稳定运行的关键。而氨氮污泥去除负荷比较稳定，平均值为0.093 kg NH4+-N/(kg MLSS·d)，较低的氨氮污泥去除负荷下，AOB无需长时间处于高DO及曝气的环境中，部分亚硝化效果良好。交替好氧缺氧中，较长时间内(180d)，反应器的沿程TN损失小于5mg/L，未有ANAMMOX现象发生。