厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮除碳研究Ⅰ:COD/NH_4^+-N对耦合反应的影响

采用ASBR反应器,通过改变进水COD/NH_4^+-N值,研究了COD/COD/NH_4^+-N对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的影响.结果表明:在COD为300mg/L,NO2--N为145mg/L时,COD/COD/NH_4^+-N是影响厌氧氨氧化对耦合反应脱氮贡献及COD/NH_4^+-N去除率的主要因素,但不会对NO2--N去除率产生影响.当COD/COD/NH_4^+-N值在1~3.25时,厌氧氨氧化对耦合反应的脱氮贡献率基本稳定在73.03%;当COD/COD/NH_4^+-N值在3.75时,厌氧氨氧化对耦合反应脱氮的贡献率开始由71.76%下降至约55%;当COD/COD/NH_4^+-N值在4.25~5.25时,厌氧氨氧化与反硝化的脱氮贡献率基本相等;当COD/COD/NH_4^+-N值在6.5~12.5时,反硝化的脱氮贡献率随着COD/COD/NH_4^+-N值的增大由51.69%增大到79.62%.耦合反应器中活性污泥的颗粒化程度不断增强,颗粒污泥的粒径主要分布在0.6~1.5mm范围内,污泥沉降性能良好.

温度对厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮除碳的影响

采用ASBR反应器,研究了温度对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的短期影响.试验结果表明：耦合反应的活化能要小于单纯厌氧氨氧化反应的活化能,厌氧氨氧化与反硝化耦合反应可在一定程度上缓解低温对单纯厌氧氨氧化反应造成的消极影响,温度降低对厌氧氨氧化反应的影响大于对反硝化反应的影响.温度与耦合反应最大比反应速率的关系符合Arrhenius方程,在25～35℃时,耦合反应活化能为49.56k J/mol,小于厌氧氨氧化反应的活化能66.18k J/mol,且厌氧氨氧化反应为主导反应,对脱氮的贡献率约为61.29%.9～25℃时耦合反应的活化能为74.91k J/mol,小于此温度梯度下厌氧氨氧化的活化能106.40k J/mol,反硝化反应对脱氮的贡献率随温度的降低逐渐升高,9℃时,反硝化反应成为主导反应,对脱氮的贡献率约为75.10%.温度低于25℃时,反应器的容积氮去除速率（NRR）会受温度的影响.

盐度对厌氧氨氧化工艺处理含海水污水脱氮特性的影响

采用ASBR厌氧氨氧化反应器,通过逐步提高所含海水比例,研究了厌氧氨氧化工艺处理含海水污水的脱氮特性.结果表明:经过一定时间的驯化后,厌氧氨氧化菌可以在各个海水比例下保持活性并维持较高的脱氮性能.当海水比例不高于40%时,反应器的稳定性和脱氮效能几乎不受盐度提升的影响,同时厌氧氨氧化菌的活性还会得到增强,比厌氧氨氧化活性(SAA)最高时的海水比例为30%,是10%海水比例时的121.3%;当海水比例高于40%时,反应器的脱氮效能开始下降,但经过一段时间的驯化后会得到恢复,在此期间反应器对海水盐度的响应可分为敏感期、过渡稳定期和恢复期3个阶段.在100%海水比例下,反应器的NRR可达0.341kg N/(m^3·d),为10%海水比例时的73.7%,且其还有进一步提升的趋势.

厌氧氨氧化工艺处理含海水污水的亚硝态氮抑制及反应动力学

采用ASBR厌氧氨氧化反应器,在全海水条件下,通过固定进水NH_4^+-N 110mg/L,逐渐提高进水NO_2^--N的方式研究了NO_2^--N对厌氧氨氧化脱氮的影响及抑制动力学和脱氮过程动力学.结果表明:进水NO_2^--N浓度达到170mg/L时,厌氧氨氧化反应开始受到明显抑制,NH_4^+-N的去除率下降8.41%;修正的Logistic过程动力学研究结果显示,进水NO_2^--N低于151.49mg/L会促进厌氧氨氧化反应的进行,进水NO_2^--N高于170mg/L时开始抑制厌氧氨氧化反应的进行;Luong模型适合描述全海水条件下高浓度NO_2^--N对厌氧氨氧化脱氮效能的抑制动力学.Luong模型得到的最大基质转化速率(NRR_(max))为0.53kg N/(m^3·d),出水NO_2^--N半饱和常数(KS)为0.10mg/L,净生长停止的出水NO_2^--N浓度(Sm)为338.22mg/L,Luong动力学常数(n)为0.41,相关系数为0.97801.

全海水盐度抑制下厌氧氨氧化工艺的恢复特性

采用ASBR厌氧氨氧化反应器,研究了ANAMMOX反应器在全海水盐度(100%海水比例)下的抑制及恢复特性.结果表明受到盐度抑制后,ANAMMOX反应器的容积氮去除负荷(NRR)在经过了对盐度响应的敏感期、过渡稳定期和恢复期后可以再次进入稳定期,稳定期的NRR可达0.52 kg·(m^3·d)^(-1),与对照组[10%海水比例,NRR为0.462 kg·(m^3·d)^(-1)]接近.对修正的Logistic模型和修正的Gompertz模型做了改进,拓展了模型的适应性.推荐使用再次修正的Logistic模型,对受到全海水盐度抑制后的NRR恢复过程进行模拟.通过建立ANAMMOX反应器NRR恢复时间的预测公式,得到了全海水盐度下NRR的倍增周期为11.359 d.

有机碳源作用下厌氧氨氧化系统的脱氮效能

采用ASBR厌氧氨氧化反应器,研究不同有机碳源及浓度变化对厌氧氨氧化菌活性与反应器脱氮性能的影响.实验结果表明,当葡萄糖浓度为200 mg·L^(-1)时,厌氧氨氧化活性下降84.2%;当乙酸钠浓度低于120 mg·L^(-1)时不但不会抑制厌氧氨氧化菌的活性,还在一定程度上促进了厌氧氨氧化反应的进行;蔗糖对厌氧氨氧化的促进作用与乙酸钠类似,当浓度为80mg·L^(-1)时,最大比厌氧氨氧化速率提高了25.0%;柠檬酸三钠对厌氧氨氧化反应几乎没有影响,当有机物浓度为80 mg·L^(-1)时,最大比厌氧氨氧化速率达到最大.有机碳源对厌氧氨氧化的促进作用由大到小为:蔗糖>乙酸钠>柠檬酸三钠>葡萄糖.有机碳源作用下,厌氧氨氧化反应可协同反硝化反应去除系统中的硝态氮,提高了系统总氮的去除率.