厌氧氨氧化工艺影响因素

厌氧氨氧化工艺的影响因素研究

摘要：在稳定运行的厌氧氨氧化滤池基础上，研究了ph、有机物、溶解氧对厌氧氨氧化反应器运行性能的影响。结果表明：高、低ph会明显影响厌氧氨氧化反应器的脱氮性能，最适ph范围为7.65~8.25；一定浓度范围的有机物可以引起滤池内反硝化菌和厌氧氨氧化菌的协同作用，提高滤池的脱氮效果。溶解氧对厌氧氨氧化菌活性的抑制是可逆的。

关键词：厌氧氨氧化，ph，有机物，溶解氧

the study of the factors affecting on anammox process abstract: in this paper, the impacts of ph, organic compound, dissolved oxygen on the anammox reactor performance in the stable operation of anaerobic ammonium oxidation filter. the results indicated: high or low ph could influence the performance of nitrogen removal of the reactor, the appropriate range of ph is 7.65~8.25; a certain concentration of organic compound could improve the denitrification effect because of synergistic effect of denitrifying bacteria and anaerobic ammonium-oxidizing bacteria in the filter; the inhibition of dissolved oxygen on the activity anammox bacteria is reversible.

keywords: anaerobic ammonium oxidation; ph; organic compound; dissolved oxygen.

厌氧氨氧化工艺由荷兰delft技术大学开发[1]，它建立在新发现的氮素循环细菌作用的基础上，完全突破了传统脱氮理论，是一种高效节能的脱氮技术。与传统的全程生物硝化-反硝化脱氮技术相比，厌氧氨氧化技术可节省62.5%的供氧量和50%的耗碱量，无需消耗有机碳，且产泥量仅为传统生物脱氮过程的15%，因此，自被发现至今，厌氧氨氧化技术便备受青睐。但是，由于anammox细菌缓慢的增长率（长达10天之久）及苛刻的生长环境的要求[2, 3,4]，给反应器的启动带来了阻碍，同时亦成为厌氧氨氧化技术推广应用的瓶颈。因此，研究外界环境对厌氧氨氧化工艺的影响，可以为厌氧氨氧化工艺的工程应用提供技术支撑。本文在稳定运行的厌氧氨氧化反应器基础之上，研究了ph、有机物、溶解氧对滤池脱氮性能的影响。

1实验装置与方法

1.1实验装置

本实验装置如图1所示，为上向流生物滤池，有机玻璃制成，内径6 cm，内填陶粒作为填料，填充高度1.65 m，沿滤柱高度每间隔20 cm设有一取样口。实验室采用人工配水模拟城市污水厂二级处理出水，以nh4cl和nano2 作为基质，加入少量的nahco3、kh2po4 ，水温为15~30℃。

1.2 分析项目和检测方法

实验分析项目主要有：nh4+-n采用纳氏试剂分光光度法，no2--n 采用n-(1-萘基)-已二胺光度法，no3--n采用麝香草酚分光光度法，

ph 采用雷磁phs-3c精密ph计，cod采用5b-1型快速测定仪，do 采用oxi315i便携溶解氧仪。

2 结果与讨论

2.1 ph对厌氧氨氧化滤池的影响

ph作为微生物对环境条件的基本要求之一，对微生物的活性起着不可忽视的作用。据报道，厌氧氨氧化菌在代谢过程中会消耗酸度，引起ph的升高[5,6]。在试验中进水水质不仅要满足厌氧氨氧化菌生长要求，还要考虑厌氧氨氧化反应引起的反应器内的碱度波动。

本试验在进水中投加一定的nahco3，满足厌氧氨氧化菌对碱度的要求，同时缓和反应器内的ph波动。通过添加hcl和naoh来调节滤池进水的ph，考察ph对厌氧氨氧化滤池脱氮性能的影响，从而确定本试验厌氧氨氧化滤池最佳的ph值范围，不同进水ph值条件下滤池的运行效果见图2。

图2 ph对滤池脱氮效果的影响

从图2中可知，在进水ph在6.5~8.95之间变化时，厌氧氨氧化滤池对tn的去除率变化趋势呈抛物线趋势。在ph为7.65和8.25时，滤池的tn去除率达到峰点，最高为84.3%。当进水ph为8.95时，滤池的脱氮效果略有下降，出水no2--n和nh4+-n为3.6mg/l、7.4mg/l，tn的去除率为72.8%。而当进水ph值为5.60时，厌氧氨氧化滤池几乎崩溃，tn的去除率只有11.8%。

分析表明，本试验中，当进水ph较低或较高时，均会对厌氧氨

氧化滤池的脱氮性能产生一定抑制作用。最终确定的厌氧氨氧化滤池最适ph范围为7.65~8.25，与其他研究报道相吻合[7]，进一步证实了厌氧氨氧化菌更趋向于偏碱性环境，在以上ph范围内tn的去除率可稳定保持在84%左右。

2.2 高ph和低ph对厌氧氨氧化滤池的冲击影响

根据以上研究，厌氧氨氧化滤池的最佳ph值范围为7.65~8.25，较高或较低的ph值都将会对滤池的脱氮效果造成影响。同时，我们对高、低ph值进水对反应器的冲击影响及反应器的恢复能力进行了深入的探讨。

试验过程中，维持进水nh4+-n ≈ 26mg/l，no2--n ≈ 36mg/l，水力负荷稳定0.354 m3/m2.h，以排除基质浓度和水力负荷的干扰。在厌氧氨氧化滤池稳定运行的基础上，第4天开始将进水ph值调为8.95或5.60，连续运行一至两天，观察滤池脱氮效果的变化。随后恢复正常进水，考察滤池的恢复能力，结果分别见图3、图4。

图3高ph值进水对反应器的冲击影响

由图3可知，在未增加ph值的进水冲击之前，反应器出水nh4+-n 保持在3mg/l左右、no2--n趋于零，脱氮效率稳定在较高水平。第4天，将进水ph值调整至8.95，反应器的脱氮效果立即下降，出水nh4+-n和no2--n分别为6.2mg/l、2.5mg/l。在此高ph值进水状态下连续运行两天，厌氧氨氧化滤池的脱氮效能有进一步恶化的趋势，出水nh4+-n和no2--n分别上升至7.4mg/l、3.6mg/l，相应的去除率由冲击前的88.1%、99.9%下降到72.2%、90.3%。在本次