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厌氧条件下氨氧化、反硫化及其相互作用基础研究

王蔚蔚  
【摘要】: 在生物法利用硝化-反硝化处理含NH_4~+-N废水工艺中,如硝化在前需回流,如硝化在后需外加电子供体。而生物处理高浓度SO_4~(2-)废水,硫酸盐还原菌(SRB)占有较大生态位,会导致产甲烷效率下降,且SO_4~(2-)的还原产物H_2S和S~(2-)会增加后续工艺的负担并腐蚀处理构筑物和管道。同步脱氮除硫厌氧氨氧化过程的发生,可以避免上述问题。本研究利用ASBR系统和厌氧生物转盘,在厌氧环境以及相同的水力条件下,进行动态试验。并结合不同电子受体的静态试验,研究各种因素对厌氧氨氧化发生和作用效果的影响。试验表明: 1.启动阶段进水COD 1000mg/L,SO_4~(2-) 200 mg/L,即COD/SO_4~(2-)为5时,ASBR由淘洗后的厌氧颗粒污泥启动,经过60天的时间SO_4~(2-)的去除率达到90%以上,启动成功;经好氧预挂膜的厌氧生物转盘由未经淘洗的厌氧活性污泥启动,50天的时间SO_4~(2-)的去除率就稳定在90%以上。试验证明,好氧预挂膜有利于厌氧生物膜反应器的启动,缩短了启动时间。 2.系列试验表明:①厌氧系统中,硫酸盐还原作用与COD/SO_4~(2-)比值有关,在碳源缺乏的情况下,反硫化受到一定程度的抑制;②厌氧生物转盘中,可以发生同步脱氮与自养菌作用的硫酸盐还原的厌氧氨氧化现象,影响厌氧氨氧化现象的因素有COD浓度、SO_4~(2-)浓度、NH_4~+-N浓度和反应器类型;③厌氧氨氧化的发生,使由异养菌作用导致SO_4~(2-)还原为-2价硫的反硫化过程受到了完全的抑制,却促使了产甲烷过程的进行。 3.厌氧系统中,NO_2~--N和NO_3~--N的投加能抑制微生物的反硫化作用。在COD500mg/L,SO_4~(2-)750mg/L的系统中分别投加100mg/L NO_2~--N和100m/L NO_3~--N,SO_4~(2-)去除率由74.9%分别降至15.3%和8.5%,说明NO_2~--N或NO_3~--N的投加对微生物反硫化作用有抑制。 4.在分别以SO_4~(2-)、NO_2~-、NO_3~-为电子受体的厌氧氨氧化静态效果试验中,各系统中NH_4~--N浓度曲线均体现出较为明显的三个阶段,各阶段对应的主导生物作用为同化、内源代谢和厌氧氨氧化。动力学分析表明:三个系统内衰减系数分别为b_1=0.0006 西安建筑科技大学硕士学位论文 h一,,b,一0.00088h一,,b3一0.00082h一,。在以NO石为电子受体的2#系统中,NH奋氧 化量和NO三还原量与NO互生成量的比例系数为0.68:l.犯:0.27。三个系统内基质 浓度的变化和动力学分析说明,有理由认为三个系统内发生了厌氧氨氧化现象。


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