半硝化与厌氧氨氧化工艺处理高浓度含氮废水的研究

摘要

厌氧氨氧化工艺是一种新型的生物脱氮工艺，该工艺以亚硝氮为电子受体在厌氧环境下进行，不需要人工添加碳源，能耗少，是一种非常有前景的污水处理工艺。半硝化与厌氧氨氧化一体化工艺是半硝化反应与厌氧氨氧化反应在同一个反应器内进行的，需要提供氧气，但是可以处理高浓度的氨氮废水，不需要满足厌氧氨氧化工艺中的氨氮与亚硝氮1:1.32的比例。这两种工艺都是很有前景的生物脱氮工艺。
　　 本论文分为两个部分的实验，实验1旨在探究上流式污水处理装置上运用厌氧氨氧化工艺(ANAMMOX工艺)处理高浓度人工配制的含氮废水的研究。采用富集良好的厌氧氨氧化污泥启动试验，利用一个螺旋板装置放置在反应器中心防止污泥的流失，提高反应器的处理效率。混合液悬浮固体浓度为510 mg/L，进水氨氮与亚硝氮浓度比为1:1.3左右，根据反应器的处理情况，逐渐加大进水的含氮浓度，直至达到反应器的最大氮去除负荷。在试验温度为34.4℃，进水pH为7.23，进水氨氮浓度为223.3mg.N/L，进水亚硝氮浓度为289.7mg.N/L，进水总浓度为68.7 L/d，DO为2.3mg.N/L，NLR(氮负荷率)为6.08 kg.N/(m3.d)，NRR(氮去除率)为5.60 kg.N/(m3.d)时，TN(总氮)去除率为92.2％，该处理装置达到了最大的氮去除效率。实验1研究了PH值变化和温度变化对厌氧氨氧化反应速率的影响。
　　 实验2是在自行设计的上流式反应器内进行的用半硝化与厌氧氨氧化一体化(SNAP)工艺处理高浓度含氮人工配制废水的研究，反应器内放置无纺布作为污泥的载体，防止污泥的流失。反应启动初期的水力停留时间为24小时，进水氨氮浓度为100 mg.N/L，进水PH值控制在7.0～7.7左右，温度控制在33℃左右，根据反应器的处理情况，改变反应器的水力停留时间为12小时，在其他条件不变的条件下，通过调节反应器的曝气量大小，探求曝气量的增加对氨氮去除效率的影响，探求游离氨浓度对氨氮去除效率的影响。反应器温度为33℃，进水PH值为7.45，水力停留时间为12小时，溶解氧浓度为2.62 mg.O2/L，曝气量为8L/min，进水氨氮浓度为532.8 mg.N/L时，反应器达到反应运行140天内的最大的氮去除率81.5%，氮负荷为1.07 kg N/m3.d，氮去除负荷为0.87kg N/m3.d。