厌氧氨氧化工艺及其污泥颗粒化的试验研究

厌氧氨氧化工艺是目前最经济简捷的一种新型生物脱氮工艺.本文以两种普通污泥分别接种两个UASB反应器,实现了厌氧氨氧化工艺的启动和稳定运行,培养获得了厌氧氨氧化颗粒污泥,并研究了各种因素对工艺运行的影响规律,结果表明:(1)以厌氧颗粒污泥与好氧活性污泥的混合物以及河底沉积物分别接种启动运行两个小试UASB反应器,以含氨氮和亚硝酸盐氮的无机配水为进水,分别经过115 d和210 d的运行,两个反应器均成功实现了厌氧氨氧化过程,氨氮去除率分别达50%和70%,氨氮去除负荷达0.35和0.29 kgNH3-N/(m3·d),相应的亚硝酸盐氮去除率分别为55%和67%;(2)在两个反应器随后146 d和306 d的稳定运行期间,工艺性能逐步上升,氨氮去除率分别达86%和95%,氨氮去除负荷达0.71和1.20 kgNH3-N/(m3·d),相应的亚硝酸盐氮去除率分别为83%和92%,所产气体中氮气含量高于96%;厌氧氨氧化工艺对进水负荷的突然变化有一定抵抗能力,但温度和溶解氧对工艺性能影响较大;(3)在两个反应器中均获得了厌氧氨氧化颗粒污泥,粒径约为0.6～1 mm,VSS/SS为0.6～0.8,颜色多呈棕黄色,也有少量小粒径颗粒呈红色,在扫描电镜下观察,发现颗粒中的优势菌为不规则球菌,与文献报道的厌氧氨氧化细菌类似;(4)在对颗粒污泥内部微观结构观察和研究的基础上,提出了三种厌氧氨氧化颗粒污泥的形成机理:蜕变附着生物膜机理、无机晶核附着生物膜机理和自凝聚机理;(5)对厌氧氨氧化工艺的主要影响因素进行了系统的研究,发现其最适温度在30～35℃之间,最适pH约为8.2,溶解氧对工艺的抑制作用很强,其浓度应控制在0.01 mg/L以下,由河底污泥培养获得的厌氧氨氧化污泥在上述最适条件下,最高氨氧化速率可达0.184 mgNH3-N/(mgVSS·d);(6)进水中一定浓度的有机物会对厌氧氨氧化工艺产生较大影响,有机物的引入会导致反硝化反应,产生基质竞争性抑制,进水中有机物的长期存在会导致污泥中异养细菌的生长,对厌氧氨氧化工艺产生不利影响.