硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮条件控制研究

采用全混式厌氧搅拌罐,研究自养条件下,厌氧氨氧化与硫自养反硝化共同存在时,前者对系统中硫酸盐的产生和碱度消耗的影响.投加单质硫颗粒50 g·L^(-1),接种厌氧氨氧化颗粒污泥100 g·L^(-1)(湿重),控制温度35℃±0.5℃,搅拌强度120r·min-1,p H为8.0~8.4.启动硫自养反硝化阶段,进水硝酸盐浓度为200 mg·L^(-1),水力停留时间为5.3 h,反应器硝态氮负荷达0.56~0.71 kg·(m^3·d)^(-1).硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化反应过程中,添加60 mg·L^(-1)氨氮后,硝态氮负荷仍维持在0.66~0.88kg·(m^3·d)^(-1),氨氮负荷为0.27 kg·(m^3·d)^(-1).反应体系内单位硝酸盐转化产生的硫酸盐Δn(SO^(2-)_4)∶Δn(NO^-_3)由1.21±0.06降低至1.01±0.10,Δ(IC)∶Δ(NO^-_3-N)由0.72±0.1降低至0.51±0.11,出水p H值由6.5上升至7.2.序批试实验优化反应条件:在搅拌强度G_T值为22~64 s^(-1),p H值为8.08时,耦合反应Δn(NH^+_4)∶Δn(NO^-_3)最高达到0.43,硝酸盐转化速率提升60%,过高搅拌强度(搅拌速度G_T值>64 s^(-1))、不适宜的p H值(最适p H值为8.02)环境都会起同步转化效率的降低.

硫酸盐还原氨氧化体系中基质转化途径

NH_4^+与SO_4^(2-)在接种ANAMMOX培养物的条件下发生同步转化的现象得到研究者的关注,并据此认为这是发生了以SO_4^(2-)为电子受体的NH_4^+氧化过程.然而在相关文献报道中存在着一些问题和疑惑.本文利用CFSTR反应器通过接种ANAMMOX微生物研究了NH_4^+与SO_4^(2-)同步转化特征,在进水除氧、非充满的密封条件下,NH_4^+-N平均转化50.8 mg·L^(-1),SO_4^(2-)-S平均转化量达4.5 mg·L^(-1),同时元素分析结果显示观察到的黄色固体不是单质硫而是含铁化合物;而在完全充满的批试反应器中,观察不到NH_4^+的转化,SO_4^(2-)发生明显转化,且转化速率与接种生物量有关.这两种条件下反应器中的ORP有很大的差异.通过分析论证,认为本研究及相关文献观察报道的NH_4^+与SO_4^(2-)同步转化很可能不是ANAMMOX微生物以SO_4^(2-)为电子受体氧化NH_4^+,而是各自独立的反应过程:NH_4^+的氧化是由于反应器运行过程形成的微氧环境所致,而SO_4^(2-)的转化是因微生物衰亡过程释放有机物导致的异养还原.这种转化途径可以澄清和解释相关研究中存在的问题和疑惑.

ANAMMOX菌利用零价铁还原硝酸盐脱氮研究

采用全混式厌氧搅拌罐,研究在自养条件下,ANAMMMOX菌利用零价铁还原硝酸盐为氮气的可行性及最佳反应条件.投加铁屑71 g·L^(-1),接种厌氧氨氧化颗粒污泥200 mg·L^(-1),控制温度33℃±0.5℃,搅拌强度150 r·min^(-1),水力停留时间10 h,pH值为7.0~8.0.在中性条件下,添加厌氧氨氧化微生物的零价铁还原硝酸盐体系一次性投加零价铁,0~5 d硝酸盐脱氮负荷达到0.12 kg·(m^3·d)^(-1).反应出水氨和亚硝酸盐始终小于2.0 mg·L^(-1),硝酸盐以氮气形式损失,出水pH较进水高值超过8.0,并且可溶性铁含量始终小于7 mg·L^(-1).硝酸盐去除氮能力始终高于0.1 kg·(m^3·d)^(-1).批试实验优化反应条件:在偏酸性条件下(pH值为4~6)反应速度加快,并且液相总氮损失率大于89%.反应温度在30~40℃时,液相总氮损失率大于89%.过于极端的pH值环境及温度环境均不利于耦合反应的进行.

一种CANON工艺处理低氨氮废水的新模式

利用上流式污泥床反应器,以出水复氧回流的方式快速启动CANON工艺,并研究了启动及运行过程特征.结果表明,以出水复氧进行回流的方式可以快速启动并稳定运行CANON工艺;在污泥体积分数为25%,进水NH_4^+-N为157 mg·L^(-1),HRT为2 h的条件下,经过50 d的稳定运行,总氮去除速率NRR从1.31 kg·(m^3·d)^(-1)逐渐升高到1.47 kg·(m^3·d)^(-1).复氧回流的方式有效地控制了反应器内溶解氧的量,使得DO<0.01 mg·L^(-1),对系统中的NOB起到了良好的抑制效果,同时也为An AOB提供了一个良好的生长环境;通过控制回流量的大小可以精确地控制NO_2^-的产生速率,使得与NO_2^-消耗速率达到一个良好的平衡状态,避免了NO_2^-的积累及其硝化反应的发生.因此,复氧回流CANON工艺在运行的稳定性方面表现出了很大的优势,为CANON工艺处理低氨氮废水提供了一个新模式.