鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水收集處理設(shè)備厭氧微生物在沒(méi)有溶解氧的情況下可以將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的產(chǎn)物,如二氧化碳和甲烷。降解過(guò)程包括兩個(gè)獨(dú)立但相互關(guān)聯(lián)的階段:酸形成和甲烷生產(chǎn)。
產(chǎn)品時(shí)間:2024-09-06
鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水收集處理設(shè)備
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相對(duì)于傳統(tǒng)的硝化反硝化脫氮技術(shù),全程自養(yǎng)脫氮工藝(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite,CANON)以其無(wú)添加碳源、 脫氮速率高、 污泥產(chǎn)率低、 節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到人們的關(guān)注.CANON工藝是在同一反應(yīng)器中通過(guò)好氧氨氧化菌(AOB)和厭氧氨氧化菌(AnAOB)的協(xié)同作用達(dá)到自養(yǎng)脫氮的目的,AOB利用溶解氧把部分NH4+氧化為NO2-,AnAOB利用剩余的NH4+和生成的NO2-通過(guò)厭氧氨氧化技術(shù)進(jìn)行脫氮.在這個(gè)過(guò)程中,提供溶解氧是實(shí)現(xiàn)亞硝化產(chǎn)生NO2-的前提,但是溶解氧同時(shí)也會(huì)對(duì)AnAOB產(chǎn)生抑制作用,并且有很多研究者報(bào)道由于溶解氧的原因造成硝化菌(NOB)快速增值,使得出水NO3-過(guò)高.
另外,不同的研究者對(duì)CANON工藝的研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器所需要控制的DO大小存在非常大的差別(0.1~2.53mg·L-1),即使在同樣的DO條件下,脫氮效果也會(huì)由于AOB活性、 污泥顆粒大小、 NH4+濃度大小等因素而出現(xiàn)明顯的波動(dòng)[9].所以,對(duì)DO的有效控制,尤其是低氨氮廢水,是實(shí)現(xiàn)CANON工藝穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素.
目前的CANON工藝主要是以壓縮空氣曝氣形式提供溶解氧,但是這種供氣方式受曝氣設(shè)備、 曝氣管深度、 反應(yīng)器類型、 填料種類、 污泥形態(tài)等因素影響,不容易控制溶解氧濃度,易造成NOB的增殖以及AnAOB的抑制,在反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行方面存在著一定的欠缺.本實(shí)驗(yàn)的目的是研究利用CANON工藝以出水復(fù)氧回流的方式處理低氨氮廢水的可行性,并對(duì)啟動(dòng)及運(yùn)行過(guò)程特性進(jìn)行分析,以期為CANON工藝處理低氨氮廢水提供一個(gè)新的運(yùn)行模式.
當(dāng)系統(tǒng)工作正常時(shí),這兩個(gè)降解階段同時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)平衡。即揮發(fā)性有機(jī)酸是轉(zhuǎn)化為甲烷的速率與復(fù)雜的有機(jī)分子形成這些有機(jī)酸的速率是相同的。基質(zhì)濃度和溫度小范圍的變化都會(huì)給產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)速率和代謝速率帶來(lái)不利的影響, 但是產(chǎn)酸菌的活動(dòng)可以忍受寬范圍的條件。
工藝受到?jīng)_擊負(fù)荷或溫度壓力波動(dòng)影響時(shí), 產(chǎn)甲烷菌的活動(dòng)就會(huì)比產(chǎn)酸菌慢,整個(gè)機(jī)制就會(huì)出現(xiàn)不平衡,中間產(chǎn)物有機(jī)酸的積累會(huì)導(dǎo)致pH下降。結(jié)果,產(chǎn)甲烷菌進(jìn)一步抑制導(dǎo)致這個(gè)過(guò)程因沒(méi)有采取正確的措施最終失敗。為此,產(chǎn)甲烷階段是限速步驟的和不可被抑制的條件。厭氧塘的設(shè)計(jì)工作,它必須基于這些微生物的限制特點(diǎn)。
建立和維持相平衡
系統(tǒng)必須在產(chǎn)甲烷菌性能的條件下運(yùn)行。理想情況下,溫度應(yīng)該維持在25 - 40 度范圍之內(nèi) .厭氧活動(dòng)會(huì)在溫度低于15度的情況下迅速減少,當(dāng)水的溫度低于零度時(shí),生物活性幾乎停止。合適的pH值范圍是6.6到7.6,但不應(yīng)低于6.2,因?yàn)榧淄榧?xì)菌低于這一水平不能正?;顒?dòng),pH值的突然波動(dòng)會(huì)抑制厭氧塘性能,堿度應(yīng)該從1000到5000 mg / L。
在傳統(tǒng)污水處理中,對(duì)含氮污染物的去除主要通過(guò)硝化反硝化技術(shù),但存在需要外加碳源、耗能多等諸多弊端,而短程硝化反硝化具有可節(jié)省25%的曝氣能、減少40%的有機(jī)碳源、降低剩余污泥等優(yōu)勢(shì),更為重要的一點(diǎn)是,如果短程硝化工藝結(jié)合,將更具有優(yōu)勢(shì),短程硝化為ANAMMOX反應(yīng)提供反應(yīng)基質(zhì)——NO2--N,后續(xù)ANAMMOX菌以NO2--N為電子受體,與NH4+-N一起轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)自養(yǎng)脫氮.目前,全世界已經(jīng)建立超過(guò)100座應(yīng)用該工藝的污水處理廠,短程硝化的應(yīng)用越來(lái)越廣泛.
實(shí)現(xiàn)短程硝化的方法有控制溫度、溶解氧、游離氨等.其中控制FA是重要的一種方法,許多短程硝化研究通過(guò)控制FA實(shí)現(xiàn),其原理是利用FA對(duì)氨氧化細(xì)菌和亞硝酸鹽氧化菌的抑制濃度不同,且NOB更為敏感的特點(diǎn),在啟動(dòng)初期,控制FA實(shí)現(xiàn)短程硝化非常有效,但由于NOB會(huì)逐漸對(duì)FA產(chǎn)生適應(yīng)性而最終導(dǎo)致短程硝化失效.很少有學(xué)者研究短程硝化失效后,尤其在生物膜反應(yīng)器中,失效后嘗試恢復(fù)短程硝化的過(guò)程.即,當(dāng)NOB適應(yīng)高濃度的FA,嘗試再次建立短程硝化并穩(wěn)定的過(guò)程,這對(duì)于短程硝化的穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)、以及后續(xù)可能的厭氧氨氧化工藝段具有重要意義,沒(méi)有穩(wěn)定的短程硝化,也就無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行后續(xù)的厭氧氨氧化.