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工业废水生物硝化研究

作者:    发布时间: 2021-04-07    90 次浏览

工业废水生物硝化研究   废水处理厂广泛采用生物脱氮技术,因为硝化细菌对许多环境因素比较敏感(如pH、 温度、 溶解氧浓度等),所以脱氮过程中的硝化作用被认为是整个脱氮过程的限速步骤. 硝化过程中氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)将氨氮(NH4+-N) 转化为亚硝酸盐氮(NO2--N),然后亚硝酸盐氧化细菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)将亚硝酸盐氮(NO2--N)转化为硝酸盐氮(NO3--N). 废水中的氨氮以游离氨(NH3)和铵根离子(NH4+)的形式存在,游离氨(free ammonia,FA)是AOB菌群生长所需要的初始基质,但是过高的FA会对其产生毒害作用,影响AOB和NOB菌群的生长. 王淑莹等研究了高浓度FA对絮状污泥和好氧颗粒污泥的抑制影响,发现氨氧化菌均匀分布的絮状污泥容易受到FA抑制. Chen等在富集高效硝化菌的过程中发现当FA浓度增加到10~20 mg?L-1(混合反应器),FA对反应器的脱氮性能造成明显的抑制. 尤永军在SBR反应器中研究FA对硝化菌的影响时,指出随FA浓度提高,AOB活性逐渐增大而NOB活性先增大后被抑制. 彭赵旭等研究了在活性污泥系统中(序批式活性污泥反应器,SBR),当进水NH4+-N为65 mg?L-1时[混合液悬浮固体浓度(mixed liquid suspended solids,MLSS)为2 200~2 400 mg?L-1],反应器硝化效果明显变差,NH4+-N冲击负荷对硝化作用造成短期抑制. 目前已有的研究主要集中在FA浓度对硝化性能和活性的短期抑制影响方面,或是以亚硝酸盐积累为目的短程硝化作用影响的研究,例如孙洪伟等充分利用较高FA对NOB的抑制,通过优化DO、 ORP、 pH等参数,准确实现短程硝化. 但对生物系统反复受到高浓度氨氮废水的急性冲击负荷(以下称“冲击负荷”),以及完整的生物硝化反应的抑制与活性恢复机制的研究还不够. 在连续运行模式下,不同FA浓度对硝化作用冲击的浓度特点、 抑制程度、 持续时间、 微生物菌群变化等相关信息还缺乏报道.   本文主要采用SBR反应器进行处理技术模拟高浓度氨氮废水,研究高氨氮废水产生冲击最大负荷发展条件下,FA对生物硝化功能作用的抑制和细菌细胞活性可以恢复的影响、 硝化菌群(AOB和NOB菌群)结构的变化,以揭示高浓度FA对生物硝化反应过程的影响工作机制.   材料与方法    试验装置   试验所采用的SBR反应器进行试验管理系统设计如图 1所示,SBR反应器可以有效提高容积5 L,总高0.85 m. 反应器主要依靠传统保温不同水层以及维持环境温度在25℃±0.5℃; 底部曝气,控制技术反应器内溶解氧(dissolved oxygen,DO)≥2 mg?L-1.