厌氧氨氧化反应的启动和生物燃料乙醇废水反应条件优化

摘要

【目的】生物燃料乙醇是一种绿色能源,在其生产中会伴随着大量高浓度有机废水的产生,生产工业中高标准的脱氮需求传统的生物脱氮工艺已无法满足,需要探索新的脱氮途径,并筛选出最佳反应条件。【方法】采用改良的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理生物燃料乙醇废水,控制适合厌氧氨氧化菌生长的条件,实现高氮废水的高效经济处理。厌氧氨氧化启动阶段进水为自配水,逐步提高自配水中氨氮和亚硝酸盐氮浓度,探究实现启动时氮素浓度的最佳范围。在反应成功启动并且运行稳定后,将预处理后的生物燃料乙醇生产厂二级消化液作为进水,厌氧氨氧化反应条件优化通过调节进水pH和反应温度完成,并根据生产中实际状况,确定pH和反应温度的最适范围。【结果】综合分析厌氧氨氧化反应阶段内氮素进、出水浓度、氮去除率、总氮去除负荷和容积负荷,结果发现70 d时厌氧氨氧化反应已能成功启动,氨氮去除率最高达97.8%,总氮去除率最高达96.0%。pH 7.5~8.0、反应温度25~35℃时,除氮效果均较好,在此范围内总氮去除负荷和容积负荷符合方程y=2158x^(-0.94)(R^(2)=0.995,P<0.01)。【结论】在厌氧氨氧化反应器中进行生物燃料乙醇厌氧氨氧化脱氮处理时,控制pH值和反应温度在最佳范围内,可以满足生产废水高效脱氮要求,适宜该类高氮废水处理的工业化运行。