厌氧氨氧化脱氮及影响因素的研究.doc
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1、厌氧氨氧化脱氮及影响因素的研究生物脱氮是除氮最经济的方法,目前已经开发出如A2O、SBR、氧化沟等多种生物脱氮的工艺。但随着对传统生物脱氮过程的研究,暴露出不少问题,同时提出许多新理论2-6,其中厌氧氨氧化具有许多显着的优点,成为众多学者研究的重点。 1 短程硝化脱氮技术原理 1.1 传统生物脱氮 在好氧条件下将废水中有机氮转化为氨氮,然后通过硝化反应将氨氮转化为硝态氮,再通过反硝化反应将硝态氮还原成气态氮从水中逸出脱氮。 反应方程式如下: 厌氧氨氧化 厌氧氨氧化 总反应式为: 厌氧氨氧化脱氮及影响因素研究 从微生物的角度看,氨是硝化细菌的营养元素(电子供体),亚硝酸盐和硝酸盐是代谢的产物,氧
2、(电子受体)是硝化作用的必需的环境条件。此过程参与的两种菌属于化能自养型微生物。硝化菌生长率低,对环境变化较为敏感7。 反硝化作用(以甲醇为碳源): 反应方程式如下: 机理 机理 总反硝化反应8: 厌氧氨氧化脱氮及影响因素研究 反硝化作用是反硝化细菌的厌氧呼吸过程,硝酸盐是电子受体,氮气是代谢产物,要完成这个厌氧呼吸过程还需要不断的从外界获得电子供体(通常为有机物)。反硝化菌属异养型兼性厌氧菌,在有氧存在时,它会以O2为电子受体进行好氧呼吸;在无氧而有NO2-或NO3-存在时,则以NO2-或NO3-为电子受体,以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应9。 1.2 厌氧氨氧化 2018年,Mul
3、der 等10在研究脱氮流化床反应器时发现,氨确实可直接作为电子供体而进行硝化反应,并称之为厌氧生物氨氧化,简称为厌氧氨氧化。厌氧氨氧化工艺不需要氧气,也不需要外加有机碳源,从而可在节省能源和碳源的情况下实现高氨氮废水的高效脱氮,是目前已知的最经济的生物脱氮方法,具有可持续发展意义。 目前厌氧氨氧化工艺大都与前期开发的亚硝酸型工艺相结合,以NO2- -N 作为电子受体,以NH4+-N 作为电子供体。如SHARON2厌氧氨氧化工艺、OLAND工艺等。SHARON2厌氧氨氧化联合工艺是SHARON和厌氧氨氧化组成的新型生物脱氮工艺,即在有氧的条件下将SHARON 反应控制在氨氧化反应的亚硝化阶段将
4、其出水作为厌氧氨氧化反应的进水,特别适应于处理低C/N和高浓度氨氮负荷的废水,世界上第一个生产性的SHARON2厌氧氨氧化工艺已于2018年在荷兰鹿特丹Dokhaven 污水处理厂正式运行11,主要用于处理污泥消化上清液。全程自养脱氮(CANON) 工艺是在限制DO浓度下,一个反应器内两类自养菌(亚硝化菌和厌氧氨氧化菌) 同时作用,将NO2-N和NH4+-N 直接转化为N212。厌氧氨氧化工艺的主要影响因素有氧气、pH、温度和SRT等。2 影响前厌氧氨氧化的因素 厌氧氨氧化脱氮具有节能高效等不可比拟的优势,但如何实现厌氧氨氧化是关键。影响厌氧氨氧化的因素主要有如下几种。 2.1 溶解氧浓度DO
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