厌氧氨氧化反应器设计运行及电场强化处理低氨氮废水研究

【摘要】：厌氧氨氧化作为一种微生物转化氮的新途径,已被许多国内外专家高度认同为可持续发展的新型节能、无污染生物处理技术。本实验在中等温度的条件下,从稳定运行的厌氧氨氧化反应器取来活性污泥作为接种污泥,在传统UASB反应器启动厌氧氨氧化反应并稳定运行,经历42d培养,厌氧氨氧化菌活性得到恢复,反应器达到了82%以上的去除效果,随即提高负荷为60、90mg/L,共运行50d,即可达到95%以上的去除率。提高负荷至120mg/L时,出水基本满足降解的氨氮:亚硝态氮:硝态氮=1:1.32:0.26。通过对溶解氧的控制,厌氧氨氧化菌进水氮气吹脱时间减少一半,处理能力降低13%,仍达到80%以上。污泥由浅红色絮状变为深红色颗粒状,厌氧氨氧化反应会产生一定的碱度,出水pH从7.3提升至7.8,仍为厌氧氨氧化菌适宜的酸碱度条件。将反应器R1中污泥接种到电场强化厌氧氨氧化UASB反应器(记为R2)中。将电压控制0~2V,探究厌氧氨氧化菌的活性。反应器R2在电压为0.6~0.8V时,厌氧氨氧化菌的活性最强,0.6V时总氮的去除率达到了95%以上,电压高于1.8V时,去除率低于20%,厌氧氨氧化菌基本丧失活性。随后恢复电压至0.6V,厌氧氨氧化菌恢复活性,说明高电压对于厌氧氨氧化菌的抑制是可逆的。当不施加电压时电场强化UASB反应器中的零价铁会释放一定的亚铁离子,亚铁离子浓度约为2.3mg/L,当施加0.6V电压亚铁离子浓度增加到4.5mg/L左右,反应器的处理能力增强了22.3%。研究表明,UASB反应器接种厌氧氨氧化活性污泥46d即可启动成功,经历122d培养,厌氧氨氧化菌具备较强脱氮能力且逐渐颗粒化,电场中的电压及亚铁离子通过电场及亚铁离子耦合作用促进厌氧氨氧化菌的增殖及提高其处理能力,对厌氧氨氧化菌培养具有促进作用。