SBR自养亚硝化系统性能及厌氧氨氧化的启动研究

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亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺是新型的生物脱氮工艺,该工艺包括两个步骤。首先氨氮在低溶解氧条件下被氧化成亚硝酸氮,之后在厌氧条件下其产物亚硝酸根与氨以接近1.32:1的比例反应直接生成气态氮和少量硝酸氮,从而达到生物脱氮的目的。目前最常见的工艺类型为SHARON(Single reactor High activity Ammonia Removal Over Nitrite)工艺和OLAND(Oxygen Limited Autotrophic Nitrification Denitrification)工艺两种,其中短程硝化部分以CSTR(Continuously Stirred Tank Reactor)和MBR(Membrane BioReactor)为主。本课题则研究了以SBR(Sequencing Batch Reactor)作为自养硝化反应器的可行性,在分析各项工艺参数对工艺的影响的基础上,提出了适合SBR工艺的半亚硝化方式。此后还进行了厌氧氨氧化工艺的启动研究。在接种硝化污泥后,采用中温(30℃)、高游离氨和低DO策略可在13d天里迅速启动自养短程硝化反应器。保持反应时间为6.0 h,曝气量800 ml/min,短程硝化稳定运行了114个周期,达到了很高的NH4+-N降解率及亚硝化积累率。之后进行了一系列间歇试验,探明了曝气量、COD、碱度、温度及进水负荷对自养系统的影响,在此基础上提出了适宜SBR反应器的两种半亚硝化方法:DO控制与碱度控制。两种控制理念均有较强的新颖性,试验所得到的控制方法对“SBR亚硝化-厌氧氨氧化”工艺运用于生活污水处理有着重要的理论和工程意义。厌氧氨氧化(ANaerobic AMMonium OXidation,ANAMMOX)采用气升式反应器启动,在运行中保持NH4+-N进水浓度约为50 mg/l,NO2--N浓度近似相同。在启动后的40多天里,系统消耗NO2--N/NH4+-N的比例基本在1.0~1.5之间,尽管现象不很明显,但仍可判定反应器中存在厌氧氨氧化反应。但是反应器状况逐渐失衡直至崩溃,在培养了三个月后被迫停止。气升式反应器虽然没有启动成功,但归纳总结的厌氧氨氧化反应器启动心得可以用于指导后续试验的进行。
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