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与传统生物脱氮工艺相比,厌氧氨氧化(Anaerobic ammonia oxidation,ANAMMOX)工艺具有氨氮去除速率高、运行成本低等优点,逐渐成为废水脱氮领域的研究热点。然而,实际含氮废水含有有机物质和亚硝态氮含量低的特点给ANAMMOX工艺的实际应用带来了障碍。采用除碳预处理、短程硝化及厌氧氨氧化的三阶段反应装置,以此减轻有机物质对厌氧氨氧化工艺脱氮效果的影响、提供厌氧氨氧化工艺所必须的基质能够很好的解决这个问题。本研究利用厌氧折流板反应器(Anaerobic baffled reactor,ABR)具有隔板及生物相分离的特点,在ABR反应器内实现了厌氧消化除碳、短程硝化以及厌氧氨氧化工艺的有效组合,经过该工艺组合处理含氮有机废水的COD及TN的平均去除率分别达到了98.7%和89.1%。本研究的主要内容包括以下三部分:(1)考察了ABR反应器的启动特性,并通过各项参数分析了各隔室运行状态,为后续利用ABR反应器处理含氮有机废水提供数据支撑。研究得出:在VLR由0.5kgCOD/(m3·d)逐渐提高到2.0 kgCOD/(m3·d)的过程中,ABR反应器各阶段稳定时期对于COD和NH4+-N的去除率分别保持在90.0%和15.0%左右。在VLR为2.0 kgCOD/(m3·d)时,1#和2#隔室中COD的去除量分别占总去除量的46.28%和43.53%,此时这两个隔室承担主要的COD去除作用。在VLR由0.5 kgCOD/(m3·d)提高到1.5 kgCOD/(m3·d)的过程中,5个隔室中的NH4+-N的变化幅度均较小,而当VLR提高到2.0 kgCOD/(m3·d)时,5个隔室的NH4+-N变化幅度较明显。在同一负荷条件下,沿反应器的长度方向NH4+-N浓度呈现增加的趋势,各隔室VFAs呈现下降的趋势,pH则呈现上升的趋势。此时,ABR反应器第4#隔室出水能基本满足短程硝化-ANAMMOX工艺对进水水质COD的要求。(2)厌氧氨氧化菌的富集培养。在富集培养过程中,温度和pH分别维持在32℃和7.67.8之间,通过提高总氮容积负荷(NLR),研究厌氧氨氧化菌在不同NLR下的脱氮效果及微生物群落的变化,并在此基础上,探讨了颗粒活性炭对ANAMMOX工艺脱氮效果的影响。研究表明:随着NLR的提高,出水NH4+-N浓度呈不断下降趋势,而NO2--N浓度则呈先上升后下降的趋势。在ANAMMOX活性提高期的稳定阶段,NH4+-N及NO2--N的去除率分别达到了62.5%和70.0%,NO2--N及NH4+-N的消耗比也逐渐稳定在1.271.38之间。同时污泥形态由初期的黑色到逐渐出现红棕色。污泥高通量测序结果表明,体系微生物群落也发生了较大的转变,出现了Candidatus Brocadia(4.46%)和Candidates Kuenenia(0.60%)等典型厌氧氨氧化菌属。由此可见,反应体系中出现了明显的ANAMMOX现象。在反应器运行初期,活性炭的添加可以吸附部分的NH4+-N及NO2--N,达到缓减负荷提高带来的影响。活性炭的长期存在则发挥着固定厌氧氨氧化菌并强化脱氮的作用。(3)利用ABR反应器进行厌氧消化除碳、短程硝化以及ANAMMOX工艺组合,实现了含氮有机废水的高效处理。研究中ABR共包含7个隔室,其中14隔室进行污水的厌氧消化除碳;56隔室通过控制溶解氧(Dissolved oxygen,DO)及游离氨(Free ammonia,FA)浓度实现了氨氮的部分短程硝化过程,并通过对DO及FA的优化调整,使氨氮氧化率稳定在51.464.1%的范围内,与此同时亚硝酸盐积累率也稳定在90%左右;将短程硝化隔室出水经调节pH后引入第7隔室后进行ANAMMOX反应。研究了稳定状态下厌氧消化-短程硝化-ANAMMOX系统对于有机物及氮素的去除情况,实现了对COD及TN的有效去除,平均去除率分别达到了98.7%和89.1%。结果表明:以对COD去除的贡献率大小来分,分别是厌氧消化隔室﹥短程硝化隔室﹥厌氧氨氧化隔室。以对TN去除的贡献率大小来分,则是厌氧氨氧化隔室﹥厌氧消化隔室﹥短程硝化隔室。