生活污水处理脱氮改善技术分析

生活污水处理脱氮改善技术分析
摘要：随着城市化进程的加快，生活污水的处理越来越成为了社会关注的焦点问题。

在本案，为了研究anammox工艺对处理城市生活污水的效能，笔者选取了缺氧向下流生物膜滤池装置。

试验结果显示，anammox工艺对高氮废水以及城市生活污水的处理效果相当好。

关键字：脱氮生活污水生物膜滤池 anammox工艺
中图分类号： u664.9+2 文献标识码： a 文章编号：
一、前言
随着城市化的发展以及城市生活水平得高，生活污水的脱氮处理越来越难，而且费用也相当的昂贵。

随着科技的发展和进步，厌氧氨氧化菌的出现为生活污水脱氮处理提供了技术支持。

近年来，在国内外学者的不断研究和探索下，也出现了供污水脱氮技术的反应器。

但是，学者对厌氧氨氧化的探究只局限于处理高氨废水，如：垃圾渗滤液、污泥消化液等。

所以，学者们应该加强在城市生活污水方面对厌氧氨氧化技术的应用，理由是该技术前景广阔且存在着众多优点，如：无需中和剂、无需外加碳源、耗氧低等。

在本案，笔者选取的试验原水为城市生活污水的二沉池出水，研究了anammox工艺应用于低氨废水处理，探讨了影响anammox反应的因素。

二、试验材料以及试验方法
（一）试验材料以及实验装置
试验装置为一个有机玻璃材质的向下流生物膜滤池，规格是：高2米，内径7厘米。

填料是粒径为2.0毫米到5毫米的页岩颗粒，设置的填料高度为1.6米。

原水为城市生活污水的二沉池出水，其水质标准：cod——25-45mg/l；toc——9-12mg/l；nh4-n——
15-40mg/l；ph——7.40-7.85；水温——25-28℃。

实验装置如下图所示：
选取硝化菌作为厌氧氨氧化菌的接种污泥，将亚硝酸盐加入二沉池出水，这是anammox工艺的需要，也是厌氧氨氧化菌脱氨得以维持的要求。

试验在反应两个月以后的现象：附着于滤池上的生物膜的颜色有了显著的改变，土黄色→棕褐色→红色（厌氧氨氧化菌增多后），而且，厌氧氨氧化菌也大量附着于进水泵的输水管壁。

二沉池出水nh4-n维持在40mg/l的时候，试验装置中nh4-n的去除率保持在98%。

该反应结果显示，厌氧氨氧化技术非常适合于处理城市生活污水。

（二）试验方法与检测项目
试验涉及的具体检测项目以及试验方法如下表所示：
三、试验结果以及试验讨论
（一）无机氮的相互转变
参考van de graaf的研究结果，在厌氧氨氧化的实验过程中，
生成的硝态氮、消耗的亚硝态氮、氨氮的比例为0.22:1.31:1。

试验中涉及到的三种无机氮间的关系图如下所示：
试验中三种无机氮的关系结果表明了：
1.氨氧化菌是滤池中氨氮得以去除的重要成分；
2. 厌氧厌氧氨氧化菌是可以应用到城市污水脱氮的处理中。

（二）no2-n对anammox反应的影响
亚硝酸盐氮以及氨氮是厌氧氨氧化反应的基质，no2-会毒害众多微生物；相关权威试验结果显示，厌氧氨氧化的产生会遭受到高浓度的氨氮以及亚硝酸盐氮的抑制，而且厌氧氨氧化在浓度达100mg/l的no-n作用下会完全失去活性。

还有一点就是，no2-会抑制anammox的过程。

虽然国内外关于no-n抑制质量浓度的观点不同，但是对于anammox的过程受到高浓度的no-n的抑制作用，学者们是达成了一致意见的。

氨氮去除率的最大化可以通过提高进水中no-n的质量浓度得以实现，进水密度→氨氮去除率最大值为；氨氮的去除率会随着no-n 质量浓度的上升而逐步下降。

该实验结果表明，anammox的反应会受到高质量浓度的no-n的抑制，具体是抑制关系图如下图所示：从上图的实验结果可以得出的结论是，在进行城市污水处理时选取anammox时，no-n对其的反应过程有促进作用，然而，高浓度的亚硝酸盐同时也会抑制anammox的反应。

而且，一旦亚硝酸盐氮的浓度达到118.4mg/l，anammox就已经完全脱离理想状态；厌氧
氨氧化过程受到亚硝酸盐的抑制作用会变大；氨氮的去除率也会随之下降。

一旦no-n的质量浓度达136.0mg/l时，（no2-n）=118.4mg/l 比氨氮去除率比上升23.5%左右。

该实验结果表明，anammox的反应不会因为高浓度no-n而完全停止，而且厌氧氨氧化菌的活性依然没有太大改变。

所以，在采取anammox工艺处理城市生活污水时，no-n对反应的抑制作用呈现出特殊性。

（三）确定适量m(no2-n):m(nh4-n)的配比
对nh4-n以及no2-n的变化跟踪监测，可以得出anammox滤池内的脱氮率，现针对其中的三组数据分析研究：
m(no2-n):m(nh4-n)=1.4:1、1.3:1、1.0:1。

数据分析得出以下结论： m(no2-n):m(nh4-n)=1.0:1——anammox在60厘米高度的滤层处停止反应——nh-n没有得到彻底去除；m(no2-n):m(nh4-n)=1.5:1——氨氮在充足的no2-n作用下除去率较高；m(no2-n):m(nh4-n)1.3:1——nh-n被彻底去除，但是水中no2-n仍然残余；m(no2-n):m(nh4-n)= 1.3:1——no2-n与nh-n 被彻底去除。

试验跟踪结果显示，当m(no2-n):m(nh4-n)= 1.3:1时，anammox对城市生活污水的脱氮效率最高，即此时的配比最适宜。

（四）酸碱值的变化
依据anammox的反应原理，酸碱值不受厌氧氨氧化菌脱氨的影响；然而试验结果显示，酸碱值在anammox反应中发生有规律地变
化，且酸碱值在anammox停止反应时不再变化。

由此可以得出结论：anammox的反应进程可以选取酸碱值作为指示剂。

四、结论
根据实验结果可以得出的结论有：
（一）anammox工艺可以用于处理高氮废水以及城市生活污水脱氮，且去除率极佳。

（二）厌氧氨氧化菌在去除anammox滤池中氨氮方面起主要作用。

（三）一定质量浓度的no2-n对anammox的反应有利；质量浓度在118.4mg/l的亚硝酸盐氮能够导致anammox失去理想状态，会抑制厌氧氨氧化过程，但是不会致使anammox反应停止，以及厌氧氨氧化菌的活性依然。

（四）m(no2-n):m(nh4-n)= 1.3:1的配比可以实现脱氮的最佳效果。

（五）anammox的反应进程可以选取酸碱值作为指示剂。

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