以UBF反应器启动厌氧氨氧化反应及其影响因子研究

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由于厌氧氨氧化具有需氧量低、运行费用低和不需外加碳源等优点,这些年来厌氧氨氧化工艺的运行条件以及其中新发现的厌氧氨氧化细菌的研究逐渐受到大家的广泛关注。研究人员分别利用固定床、流化床、SBR等反应器进行了厌氧氨氧化反应的实验室规模的研究。本实验在总结前人研究成果的基础上,以厌氧复合床反应器(UBF)的形式成功启动厌氧氨氧化反应器,并通过对反应器稳定运行时的工艺参数以及关键影响因子的实验研究,为厌氧氨氧化工艺的工程应用提供一条新的途径。实验结果如下所示: 1.以UBF反应器成功启动厌氧氨氧化反应一共用了165天。反应器启动成功后,反应器容积负荷达到0.17kgTN/(m<3>·d),亚硝氮与氨氮去除率分别达到100%和93.04%,且按一定的比例被去除,亚硝氮去除量:氨氮去除量:硝氮生成量比例为1.18:1:0.28。 2.反应器启动成功后,反应器内厌氧氨氧化污泥并没有像文献报道的那样变为红褐色,而是呈棕灰色。根据扫描电镜的生物相观察,厌氧氨氧化菌呈椭圆形,直径1微米左右,顶部有凹陷,主要以菌落形式成簇存在。 3.保持HRT在24小时的条件下,进水容积总氮负荷低于385.41gTN/m<3>·d时,氨氮与亚硝氮都可以得到有效去除,去除率在60%以上,而当进水容积总氮负荷在213.14gTN/m<3>·d左右时,去除效果最好,氨氮与亚硝氮去除率都在80%以上。经综合考虑本实验中厌氧氨氧化反应器的最佳停留时间为8小时。通过两种方法提升反应器容积负荷的实验结果比较,采用以缩短HRT提升负荷的方法反应器处理效果相对较好。 4.有机质对厌氧氨氧化反应的抑制作用主要有两种:一是直接对厌氧氨氧化过程产生了抑制作用;二是加强反硝化作用,间接对厌氧氨氧化反应产生抑制作用。在本实验条件下,厌氧氨氧化反应的最佳进水TOC浓度范围为小于80mg/L。在同一浓度水平下,不同有机物按照抑制作用由强到弱排序:甲醇>乙酸钠>葡萄糖。提高进水中亚硝氮浓度可以在一定程度上缓解有机物对厌氧氨氧化反应的抑制作用。 5.通过单因素实验和正交实验分析,本实验中影响厌氧氨氧化反应速率的三个影响因子中,其影响程度主次顺序为:温度,PH值,有机质。并通过对比实验得出厌氧氨氧化最适宜的反应条件为:温度:30℃,pH值:8.0,有机质浓度TOC:40mg/L。
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