兰州交通大学学报
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厌氧氨氧化工艺处理低氨氮污水的影响因素综述

  摘 要:对低氨氮污水处理采用厌氧氨氧化工艺的影响因素进行分析。进水的浓度比较低的时候,将其浓度提高,可以促进厌氧氨氧化反应的进行;而如果的浓度较高的时候,也会抑制反应的发生,但厌氧氨氧化反应没有停止,厌氧氨氧化菌的活性仍旧比较高,适当增加无机碳的浓度能够有效的增加厌氧氨氧化菌的生长速度,当然,如果无机碳的浓度过高,也不利于厌氧氨氧化菌的生长;进水中存在的无机碳对反应起到不利作用。


  关键词:厌氧氨氧化 无机碳 有机碳 低氨氮污水


  现阶段,我国很多城市污水中的营养盐与有机碳的比值偏低,在污水处理中传统的脱氮工艺已经难以适应。厌氧氨氧化过程中,为污水处理提供了新的方法,以亚硝酸盐为电子受体,以氨为电子供体,在厌氧环境下进行除氮。和传统全程硝化相比,该方法降低了63%左右的供氧量,节省了50%左右的耗碱量,不需要设置碳源,而且整个过程中的产泥量比传统过程低了15%左右。然而,该技术也有自身的不足,包含细菌生长速度慢;应用的范围相对狭小,在处理过程中多用于高氨氮污水,水温较高;在处理时必须处于无分子态氧的环境下才能进行,控制难度相对较大。多年试验研究,笔者对该技术的使用范围进行了拓宽,在厌氧氨氧化工艺在对低氨氮污水进行处理的影响因素进行了研究。


  一、试验装置


  试验选择由有机玻璃制成的下向流生物膜滤池,高2米,直径7cm;采用页岩颗粒填料,填料高度为1.6m。试验用水采用生活污水处理后的二沉池除水,各项指标如表1所示:


  对厌氧氨氧化菌进行培养的时候,接种污泥选择以硝化菌为主的污泥,为了实现厌氧氨氧化工艺的浸水需求,在实验过程中向试验用水中加入亚硝酸盐,满足脱氨需求。水中的和之间的比值为1:1.3,将虑速调至2.49m/h。经过60天的运行,滤料上的生物膜颜色由土黄色变为棕褐色,随着菌生物量的增加,生物膜的颜色继续发生改变,呈现出红色,而且在进水泵的管壁上也附着了大量厌氧氨氧化菌。将试验用水中的控制在40mg/L时,厌氧氨氧化滤池中的去除率在98%以上,而且比较稳定,也即表明培养阶段完成。


  二、结果与讨论


  (一)底物影响


  该反应的基质为亚硝酸盐氮与氨氮,相关研究显示,高浓度的亚硝酸盐或氨氮对厌氧氨氧化反应会起到抑制作用,当然,这些研究主要针对的是高氨氮污水,为了对厌氧氨氧化工艺在处理低氨氮污水时,的抑制作用进一步进行研究,在试验过程中,尽可能的将浸水中的含量控制在36-40mg/L,保持氨氮含量未定,然后在进水中加入不同含量的亚硝酸盐,然后对系统运行的效果进行观察。氨氮去除速率随着的浓度升高而增大,当进水中的浓度达到118.4mg/L时,氨氮去除率达到最大值,为3.28mg/L;此时,如果继续提高的浓度,反应的速度反而降低。这就表明,浓度比较低的时候,能够促进反应的发生;但是如果浓度达到一定值时,对于反应起到抑制作用。根据实验的进一步进行,当的浓度达到136mg/L时,与最大去除速率相比,此时的去除速率下降了23.5%左右,相比浓度为60mg/L时去除速率要高一些,表明浓度比较高的时候,厌氧氨氧化反应并没有停止,氧化菌的活性还是比较高的,这一点和厌氧氨氧化工艺在处理高氨氮污水时有明显的不同。


  (二)碳的影响


  试验表明,在实现去除氮的过程中,不需要消耗大量碳源,这也是该技术的优势所在。但是在城市污水中,还存在大量的碳。因此,需要对碳对反应过程的影响进行研究,主要针对有机物与COD进行研究。在处理系统中,污水中的碳以TOC(有机碳)与IC(无机碳)的形式存在,其中有机碳还包含多种类型,所以在对厌氧氨氧化反应中有机碳与无机碳的影响作用进行考察对于优化工艺效能有重要作用。


  (1)IC影响。对不同浓度的IC对厌氧氨氧化滤池运行中对效果的影响进行了试验研究,其结果如表2所示:


  (2)TOC影响。TOC浓度的不同对处理效果的影响,如表3所示:


  从表3中可知,随着TOC浓度的升高,氨氮的去除速率呈下降趋势。表明TOC浓度的高低对反应的影响非常大。


  (三)温度影响


  影响细菌生长的主要因素之一就是温度,采用该技术处理高氨氮污水时,最佳温度为30-40℃。在本组试验中,在试验用水水温改变的情况下,对处理低氨氮污水的速率影响进行分析,氨氮去除速率随着温度升高而增大,表明厌氧氨氧化反应对温度比较敏感,温度过低不利于反应的进展。


  (四)pH值影响


  反应受pH值的影响主要表现在基质与细菌方面,亚硝酸盐与氨氮在液相中的分配受到一定的影响。为了对pH值在反应过程中的影响进一步进行研究,对pH值变化对反应了影响进行分试验,随着反应的进行,滤池中的pH值逐渐升高,在反应结束时,pH值平稳。表明pH值尽管不受氧化菌的影响,但会改变受周边环境,因此要对反应器中的pH值进行适当的控制。


  三、结论


  从研究的结果来看,厌氧氨氧化工艺在处理低氨氮污水过程中,主要的影响因素包含浓度、IC浓度、TOC、温度及反应器中的pH值,因此为了提高处理工艺的效率,应该根据实验结果对这几方面的因素进行控制。


  参考文献


  [1]操家顺,王超,蔡娟。低浓度氨氮污水厌氧氨氧化影响因素试验[J].南京理工大学学报(自然科学版),2011(30)。


  [2]王惠,刘研萍,陶莹,刘新春。厌氧氨氧化菌脱氮机理及其在污水处理中的应用[J].生态学报,2011(8)。


  作者简介:李琼(1988-),女,新疆人,硕士研究生,新疆化工设计研究院有限责任公司


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