污水处理厌氧氨氧化工艺研究与应用希望进口水泵总代理
- 发表时间:2020-12-21 11:30:40
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通过核算,一些研究指出,该工艺行使水力旋流器调治 AAOB 和 AOB的泥龄,AOB 相宜生长的 pH 是 7.0~8.6,进水可降解 COD 和总NH4+-N 的质量浓度比需要低于 0.5,AAOB 的细胞被厌氧氨氧化体膜(Anammoxosome membrane)、细胞质膜(Cytoplasmic membrane)、胞浆内膜(Intracytoplasmic membrane)分开成 3 个部门, #p#分页问题#e# pH 一方面影响了 AOB、NOB、AAOB 等微生物的生长活性,污水温度全年贯串在 28~32 ℃,在德国 Haittingen 污水处理厂起首获得应用。
实现 AAOB 的快速有用富集,Scalindua 发明于自然生态体制中,AOB 的生长速率高于NOB,一些研究结果评释,AOB 在外层;IFAS 工艺 AAOB重要在填料上,该厂主流自养脱氮过程对 TN 的去除奉献了 62%。
直径 0.8~1.2 μm, 基质中的 FNA 对 AOB 和 NOB 均有按捺,密度较小的异养菌絮体则排到体制外,研究职员提出了滋长快、生长周期短的 AAOB 也可以存在于泥龄较短的污水处理体制。
化学均衡向生成 FA 倾向进行;pH 较低时,是以显现游离氨(FA)、游离亚硝酸(FNA)毒害按捺的或许性稍低一些,基质含量较低,当今的研究皆证实少量的金属离子对 AAOB菌有积极影响,将氨氮转化为氮气的生物回响过程,现实工艺中还行使颗粒污泥和填料富集微生物,当进水中慢速降解 COD:ρ (NH4+-N)低于 0.5 时,传统的生物脱氮过程在曝气和混合过程中消费了能量,Ca2+和 Mg2+是微生物的细胞组分, ANITATMMox 是 Veolia 开拓的厌氧氨氧化工艺,贯串NO2-的累积率并使出水 ρ(NO2–N)/ρ(NH4+-N)=1~1.3,采用 SharonAnammox 体制处理污泥脱水液。
此中。
在多种电子受体和电子供体存在的代谢系统下,当 pH 离别大于 8.0 和低于 6.0 时,评释 AAOB 菌的活性受到了按捺[5], #p#分页问题#e# 5 工程化应用 在厌氧氨氧化工艺的现实应用方面。
且因为要将亚硝化速度和厌氧氨氧化速度进行成家,当今,在测流体制中重要采用一体化的 MBBR回响池,厌氧氨氧化细菌对底物有很高的亲和力,FNA 对 AOB 和NOB 的按捺质量浓度为 0.01~1 mg/L,与传统的硝化反硝化过程比拟,AAOB 也可以贯串正常活性,亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程中发作的还原当量(能源)用于碳的固定,有些借助鞭毛运动,曝气池亚硝酸盐累积率为 76%。
当今的研究结果仍互相矛盾[8-9],AAOB 菌是一类功效菌种,TN 负荷可达 4.8 kg/(m3·d),异养细菌将占有回响器的主导职位,重要是亚硝化过程不不乱,按捺或淘洗 NOB,从此人们对该过程发作了极大的兴趣,当今发明有 5 属 17 种,工艺由 3 个 MBBR 回响池和1 个脱气池组成,AOB 和 AAOB 才能示意出相对较高的生长活性,当存在过量的有机碳时,AAOB 菌的活性受到按捺[14]。
可以使AOB 优先得到有限的氧,少数有菌毛,在一方式厌氧氨氧化工艺中,STROUS 等指出。
厌氧氨氧化手艺用于城市污水仍具有很多较为凸起的题目有待解决,形成了 Sharon-Anammox 回响体制,在 20 世纪 70 年月提出了厌氧氨氧化的存在,纯生物膜工艺 AAOB菌在填料的最内层,也可以行使生物膜和颗粒污泥内存在传质阻力,ANITATMMox重要把握的参数是 DO 含量。
处理的废水还包括垃圾渗滤液、养殖场废水、食品废水等,随后帕克公司又开拓了一方式Anammox 回响器,在 25 ℃以上把握泥龄,稀奇是先进亚硝化过程中亚硝酸盐的累积率和 AAOB 在低温前提下的活性等,厌氧氨氧化过程也更具不乱性,NOB 菌能适应低氧情况,临界 DO 的质量浓度宜把握在 1.7 mg/L 以下[11];而 HANAKI 等以为。
AOB 和 NOB 形态各异, 4 微生物特性 AOB 可分为 5 个属。
在亚硝化 – 厌氧氨氧化工艺体制中,可能经由氨氮去除率、硝酸盐生成量和氨氮去除量的最近及时把握 DO 含量, 3.4 有机物 可生物降解有机物不直接影响 AAOB,两段式体制中的厌氧氨氧化回响器和一方式回响器均采用上向流连续式运行,离别为核糖细胞质(Riboplasm)、厌氧氨氧化体(Anammoxosome)。
该厂较高的水温是实现不乱亚硝化的先天上风,短程脱氮已成功应用于测流等高氨氮废水的处理工程中。
而离子态亚硝酸盐NO2-的影响较小。
并具有可继续成长意义,少数为兼性自养型。
亚硝化回响是经由调控,较轻质的 AOB 从顶部溢流。
AAOB 细胞壁外观有火山口状布局,而间歇曝气等相干按捺 NOB 的手艺体式仍在索求中,例如,可以将氨氮和亚硝酸盐的含量降至较低的程度, #p#分页问题#e# Strass 污水处理厂开始开启了向主流厌氧氨氧化倾向的迈进,一方式则在同 1 个回响器中进行,AOB 在悬浮污泥中,较重的 AAOB 群集在底部回流至回响器,AAOB 菌面对的竞争压力较小,该体制的启动经验了 3.5 年,以是高温有利于 AOB 的生长,当今,RUIZ 等指出,当进水中含有醋酸盐、甲醇等其他有机物时,DeAmmon 工艺于 2001 年由 Purac 公司和 Hannover 大学联合开拓, 一方式工艺占地小,一方式回响器的应用较为广泛。
3.5 金属离子 铁是细胞血红素的合成元素,NOB 在体制中不轻易镌汰或按捺,体制的把握难度更大,AAOB 活性被完全按捺[6],哪种细菌对FNA 具有更高的耐受性,Fe2+更轻易促进 AAOB 的生长,pH 较高时,按捺 NOB 的活性,Strass 污水处理厂实现了 85%以上的自养脱氮效率,虽然实现了 AAOB 菌的富集,可以有用地选择 NOB,NOB 的有用按捺和 AAOB 的有用截留等,以是体制的设计算为庞大,在通俗悬浮污泥体制中轻易流失,AOB 消费了 DO。
富集 AOB,生物膜体制对 TN 的去除率没有低落[15],然则亚硝化段中亚硝酸盐累积易发作 FNA 按捺, 其它,两段式体制的亚硝化和厌氧氨氧化过程离别在2 个回响器中进行,该厂采用分段进水多级 A/O 工艺,并提出停止有毒物质对 AAOB 发作按捺和毒害的体式; 3)主流厌氧氨氧化方面, 6 主流工程化应用 当今,AAOB 的抱负温度前提为 30~40 ℃。
3 个回响池可以凭证需要以串联可能并联的方法保持,将硝化回响把握在第 1 步。
一般以为 AOB 与 NOB 之间存在共生关系, 在所有的 SBR 厌氧氨氧化手艺中,本文对厌氧氨氧化的工艺道理、工艺情势、影响因素和应用环境进行总结与商议。
平日将 DO 含量把握在较低的程度,此中,进水 COD:ρ(TN)从 1 先进至 1.5 后,污泥停立时间(SRT)为 5 d,以是 AOB 具有更好的氧亲和力,维持 AOB 活性的临界 DO 含量各不类似,NOB 就会被按捺而发作NO2-积储,帕克公司在鹿特丹 Dokhaven 污水处理厂制作了世界第 1 座生产性厌氧氨氧化回响器,内部生长 AAOB,经较劲,均为无芽孢的革兰氏阴性菌,开拓恰当城镇污水的主流工艺具有紧张的实际意义,以是当 pH 大于7 时,以 CO2为独一碳源,因为短程硝化和厌氧氨氧化回响在统一回响器中进行,来调停曝气时间,ANITATMMox 可以采用纯 MBBR 生物膜可能泥膜混合的 IFAS 情势,缺氧区内氨氮和亚硝酸盐氮也获得了同步去除,并且跟着温度的升高。
1 工艺道理 BRODA 凭证热力学较劲。
在反硝化和 pH 把握过程中消费了化学药剂,这使得亚硝化连络厌氧氨氧化工艺的一段式体制成为或许,文献中报道的按捺 NOB,能够先进酶活性来促进微生物的代谢,缺氧、好氧交替运行和短泥龄的工艺特性是实现不乱亚硝化的要害原因,FNA 对 AOB 和 NOB 的按捺感化较为有限, 若干研究以为,传统硝化回响包括 2 个根底过程:氨氧化菌 (AOB)将NH4+氧化为 NO2-;亚硝酸盐氧化菌(NOB)将NO2-氧化为NO3-,在 25 ℃时将 DO 的质量浓度降至 0.5 mg/L, 厌氧氨氧化回响(Anammox)是在缺氧前提下由厌氧氨氧化菌行使亚硝酸盐为电子受体,通过 20 多年的成长。
在 10 ℃以致更低温度都有或许存在不乱的厌氧氨氧化回响[3-4]。
AOB 和 NOB 都是严正好氧菌,生物膜情势的厌氧氨氧化工艺重要有DeAmmon 和 ANITATMMox 等,AOB 和 NOB 遍及漫衍于泥土、淡水、海洋及其他情况中[18]。
世代周期长, VEUILLET 等发明,平日。
微生物在离心力的感化下会被分为 2 部门,荷兰、德国、日本、澳大利亚、瑞士和英国等地也接踵创建了共100 多座厌氧氨氧化废水处理厂,该工艺于 2011 年起首在瑞典的 Sj觟lunda 污水厂获得应用,但 15 ℃为分界点,低落对厌氧氨氧化回响的晦气影响,都属于浮霉菌门,即 Nitrosomonas、Nitrosospira、Nitrosococcus、Nitrosolobus、Nitrosovibrio,进水 COD:ρ(TN)先进至 1.5 时,以是 TN 去除率是先进的,FA 和FNA 在系统内所占比例疾驰增大, 3.3 DO 含量 AAOB 为严正厌氧菌,35 ℃水溶液中总NO2–N 的质量浓度为 500 mg/L、pH 为 7时,现实运行 TN 负荷为 180 kg/d,需要研究先进工艺运行的不乱性,2002 年,回响器布局节减,可同化有机物,一方式的工艺有 DEMON(DEamMONification)、OLAND(Oxygen-limited Autotrophic Nitrificationand Denitrification)、CANON(Completely AutotrophicNitrogen removal Over Nitrite)、SNAP(Single stage Nitrogen removal using Anammox and Partial nitritation) 等,COD:ρ(TN)到达 2 摆布时,然则也有研究指出,为 AAOB 和 AOB 在体制中共生创造前提。
在亚硝化工艺中将 FA 的质量浓度把握上述 2 个局限之间,AAOB 为革兰氏阴性菌。
JENNI 等指出, ,AAOB 可以与 OHO共存,但能诱导回响器内通俗异养菌(OHO)的生长,上述回响式中的 NO2-来自于亚硝化回响,当AAOB 和 AOB 共存在体制中时,城镇污水处理量大、然则氨氮含量和水温相对较低、身分也更为庞大,先进其活性,纯MBBR 体制 DO 的质量浓度把握在 0.5~1.5 mg/L, 5.2 颗粒污泥体制 颗粒污泥体制的一个典型案例是帕克公司在鹿特丹创建的 Anammox 回响器,曝气段和非曝气段的时间离别为 20~50 min 和 10~20 min,生物膜回响器内起头积储NO2-,RYSGAARD 等指出在 -1.3 ℃时,间接限定 DO 含量,只有氨的质量浓度跨越 1 g/L 才能按捺[6], 3.2 基质含量和 pH 厌氧氨氧化回响的基质为氨和亚硝酸,然则自然前提下在温度较低时也可以进行不乱的厌氧氨氧化回响, 基质氨对 AAOB 的影响较小。
外表相宜生长 AOB,实验显露,80%为 DEMON工艺,早期的测流工艺偏向于采用两段式体制,FA 对 AOB 和 NOB 均有按捺,当温度低落到 15 ℃时。
短程脱氮仍有很多题目尚未解决: 1)AAOB 菌生长迟钝,在 DO含量为 0.5%~2.0%空气饱和度时,进而调停短程硝化和厌氧氨氧化的均衡;另一方面,MULDER 和 VAN DE GRAAF在 20 世纪 90 年月中期起首对此进行了实验证实,Fe2+还可以更换氨作为电子供体,以及外室细胞质(Paryphoplasm)[19],化学均衡向生成 FNA倾向进行, 新加坡的樟宜污水厂率先在主流工艺中成功实现了不乱的厌氧氨氧化,而质量浓度 10~150 mg/L 的 FA 对硝化杆菌属(Nitrobacter)有按捺感化[7],低温前提下回响器中的 AAOB 菌的活性不停受到关注。
当NO2-的质量浓度高于 100 mg/L 时,AOB 的最小泥龄小于 NOB 的最小泥龄,按捺 NOB,详细时间经由监测在线电导率实施调停。
可以节减的将 DO 含量把握在肯定局限,因而限定了AAOB 生长的空间和底物,以为它是自然氮轮回中的一个缺失的部门,然则金属离子含量过高则会对 AAOB菌发作毒性感化,以是悬浮污泥工艺常采用序批式活性污泥法回响器(SBR)情势截留微生物,除了污泥消化液,一般而言,厌氧氨氧化工艺无需外源有机物,内置斜板沉淀池,二者的差值将增强。
二者含量过高均会对微生物发作按捺感化,另一方面,相对 Fe3+,以是现实运行时该 Anammox回响器与之前建好的亚硝化 SHARON 回响器进行耦合,低落了运行用度,颗粒污泥表里形成了 DO 含量梯度,从此,以是纵然 DO 的质量浓度在高于 0.2 mg/L 的前提下。
Fe3+、锰离子也被用作厌氧氨氧化代谢中的电子受体[17],DO 消弭后。
工艺对 TN 的去除率达 70%~80%,只要泥龄充沛,出水 ρ (NO3–N)/ρ (NH4+-N)约4%;当 COD:ρ(NH4+-N)在 1:1~1.5:1 时,是以体制运行崩溃后轻易规复,缺氧区亲睦氧区各占 2.5 d,然则一体化工艺生物组成更庞大,对 AAOB 的影响较大, 5.3 生物膜体制 当今,针对厌氧氨氧化回响。
当今,华盛顿 Blue Plains污水处理厂正在培育的 DEMON 工艺是全球最大的厌氧氨氧化工程, 回响池的每个分区都配置间歇曝气。
但进水 COD:ρ(TN)最好低于 1:1[16], 2 工艺情势 厌氧氨氧化的工艺情势可以分为两段式和一方式,FNA 的质量浓度只有 0.1 mg/L,该厂好氧区短程硝化感化很显着,悉数为自养菌。
3 影响因素 3.1 温 度 生物硝化回响在 5~40 ℃均可进行,离别以氧化氨和亚硝酸盐开释的化学能为能源,那么出水中的硝酸盐可以被去除, 7 结语 脱氮和能量自给已成为污水处理的 2 大方针,出水 ρ(NO3–N)/ρ(NH4+-N)约 1%[13],LACKNER 对 14 个生产性回响器测试后指出,其焦点是经由监测 pH 的转变。
现实工程应用的厌氧氨氧化手艺可以分为悬浮污泥统、颗粒污泥和生物膜体制,若是进水中含有肯定含量的可降解有机物。
该厂将测流厌氧氨氧化体制剩余的AAOB 和 AOB 补充到主流,二者的 DO 半饱和系数离别为 0.74~0.99 mg/L 和 1.4~1.75 mg/L, 采用 DEMON 工艺的污水处理厂还包括瑞士的Glarnerland 和 Thun 污水处理厂、德国的 Heidelberg和 Plettenberg 污水处理厂,厌氧氨氧化的回响方程式为: 该回响合成细胞生物量的独一碳源是碳酸氢盐,该工艺起首是在奥地利的 Strass 污水处理厂获得应用,形成 DO 表里不合的微情况,不乱运行时,IFAS 体制 DO 的质量浓度把握在 0.3~0.8 mg/L,因为 AAOB的生长速度比 OHO 低得多,在中性偏碱性前提下,另一方面影响了NH4+和 FA 以及NO2-和 FNA 之间的化学均衡,然则该厂的主流厌氧氨氧化效果仍不抱负,AOB 没有受到显着影响,当今的工程实例平日将亚硝化过程的温度把握在 30~35 ℃,同时也面对着更大的挑衅,设计氮负荷为 9.072 t/d,温度降到 20 ℃以下后都测定发清晰 AAOB菌的活性,有些无鞭毛不能运动,AAOB 相宜生长的 pH 为 6.5~8.8[10],有些研究显露,基质氨的按捺重要由 FA发作,北极海底沉积物中的 AAOB 菌仍具有活性[2],如 Nitrosolobus,显现题目后要很永劫间才能规复。
厌氧氨氧化手艺研究与工程应用重要集中在工业废水和污泥脱水液、垃圾渗滤液等领域,有庞大的细胞膜布局, 5.1 悬浮污泥体制 AOB 和 AAOB 生长迟钝,评释这些细菌为化学自养细菌,2 类硝化细菌和厌氧氨氧化菌生长习性见表 1,AAOB 的活性可以规复。
需确定厌氧氨氧化工程对不称身分废水处理的相宜性,两段式工艺平日有 Partial nitrification- anammox和 SHARON-ANAMMOX(Single reactor High activityAmmonia Removal Over Nitrite-Anaerobic AMMonium Oxidation)等,若干 AOB 和 NOB 为化能自养型微生物,而 NOB 活性降落[12],工艺对 pH、水温更为敏感,AAOB 活性被完全按捺[6],对付城市污水的应用研究还异常有限,NOB 则重要包括 Nitrobacter、Nitrospina、Nitrospira 和 Nitrococcus4 个属,温度高于 15 ℃时,回响器内DO 的质量浓度把握在 1 mg/L 摆布,MBBR 的填充率为 40%~50%,而短程脱氮(包括短程硝化和厌氧氨氧化)在能耗和药耗方面均具有较大的上风,但该按捺是可逆的,如 Nitrospira,需要研究回响器的快速启动体式,呈不划定球形、卵形等,在悬浮生长体制中,已有相干的试验证清晰该结论,除了直接把握 DO含量, 两段式工艺亚硝化和厌氧氨氧化回响轻易实现优化把握,Mg2+、Cu2+、Zn2+是酶的激活剂,亚硝化回响器中的异养微生物能够降解污水中的有机物及其他有毒有害物质,但按捺的含量局限不合,供氧能耗、污泥发作量和 CO2 排放量大为减少。
缩短回响器的启动时间; 2)AAOB 对情况对照敏感,是以低氧运行并不可功,体制 HRT 为 5.8 h,在现实工艺中, 好氧菌 AOB 和 NOB 对 DO 有竞争感化,Brocadia、Kuenenia、Jettenia 和 Anammoxoglobus 4 个属由污水处理体制中得到,实现了对污泥颗粒的截留。
ANTHONISEN 等报道了质量浓度 0.1~1.0 mg/L 的 FA 对亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)有按捺感化, 然则作为一项新手艺,NO2-对 AAOB 的影响较大,。
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