IC晉城厭氧反應(yīng)器造紙污水處理

IC晉城厭氧反應(yīng)器造紙污水處理

生物處理法作為19 世紀(jì)末廢水處理新型技術(shù)，與物化處理法相比具有處理費用低，不會對環(huán)境造成二次污染等優(yōu)點.因此，生物處理法至今已成為世界各國污水二、三級處理的主要手段.*氮元素可在相應(yīng)微生物的作用下轉(zhuǎn)化成各種氧化態(tài)和化學(xué)形式(目前已知的生物氮循環(huán)途徑如 圖 1所示)，因此在污水生物脫氮處理中衍生了大量組合工藝.而厭氧氨氧化過程是目前捷徑的生物脫氮過程，因此被譽為前景的污水脫氮工藝.為了更好的將厭氧氨氧化工藝應(yīng)用到實際規(guī)模中，本文著重對厭氧氨氧化菌的發(fā)現(xiàn)及其與污水處理中常見細(xì)菌的協(xié)同與競爭關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的綜述.旨在為厭氧氨氧化工藝在污水生物處理中的應(yīng)用提供理論依據(jù)，并為今后厭氧氨氧化工藝的研究方向提出一些意見.

厭氧氨氧化概述

　　早在1976年，Broda預(yù)言在自然界中存在一種以NO-2或NO-3作為電子受體把NH+4氧化成N2的化能自養(yǎng)型細(xì)菌.直到1995年，Mulder等處理酵母廢水的反硝化流化床反應(yīng)器內(nèi)發(fā)現(xiàn)了NH+4消失的現(xiàn)象，從而證實了厭氧氨氧化反應(yīng)的存在.

①厭氧氨氧化在缺氧條件下進(jìn)行，無需氧氣的供應(yīng)，可節(jié)省62.5%的能源消耗.

　　②厭氧氨氧化以無機(jī)碳(CO2或HCO-3)為碳源，無需投加有機(jī)碳，大大節(jié)省了碳源.

　　③亞硝化-厭氧氨氧化所產(chǎn)生的CO2與普通的硝化-反硝化系統(tǒng)相比減少90%.

　　④AAOB生長緩慢、產(chǎn)率低，因此工藝剩余污泥量少，污泥處置費用低.

　　⑤厭氧氨氧化氮去除率及氮去除負(fù)荷較高，從而能夠減少工藝占地面積，降低工藝基建成本.

　　AAOB是一群分支很深的浮霉?fàn)罹?AAOB生長緩慢，在30~40℃條件下，其倍增時間為10~14 d，細(xì)胞產(chǎn)率為0.11 g(VSS)/g(NH+4)，如果對培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，其倍增時間可縮短至4.8 d，甚至1.8 d.如表 1所示為目前已發(fā)現(xiàn)的5屬17種Anammox菌.相關(guān)研究表明，AAOB為地球氮循環(huán)做出了巨大貢獻(xiàn)，目前已在自然環(huán)境和人工環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了大量AAOB的存在.其中厭氧的自然生態(tài)系統(tǒng)包括：海洋沉積物和海洋水體、淡水沉積物和淡水水體、紅樹林地區(qū)(以及陸地生態(tài)系統(tǒng)等.而在人工生態(tài)系統(tǒng)中包括：污水處理廠、海洋循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)、垃圾滲濾液處理系統(tǒng).此外，人們以各種環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的AAOB作為基礎(chǔ)，將其引入污水處理系統(tǒng)，循序漸進(jìn)地對AAOB進(jìn)行馴化培養(yǎng)以處理各類廢水，包括實驗室規(guī)模、中試規(guī)模及實際規(guī)模的污泥消化液、垃圾滲濾液、焦化廢水、味精廢水、養(yǎng)豬廢水(以及制藥廢水等.

　在自然生態(tài)系統(tǒng)中，如海洋表面，由于氧氣比較充足，氨可被氧化為硝酸鹽，在水的流動作用下硝酸鹽被傳輸?shù)胶Ｑ笊钐幍娜毖鯀^(qū)，在缺氧區(qū)反硝化菌可將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，為AAOB提供必要基質(zhì). 為了衡量厭氧氨氧化作用對海洋氮循環(huán)的貢獻(xiàn)大小，對格陵蘭東、西海岸的沉積物、杜爾塞海灣的缺氧水體以及黑海水域做了相關(guān)研究.發(fā)現(xiàn)由厭氧氨氧化作用所產(chǎn)生的N2占總N2的量分別為：1%~35%、19%~35%和40%.

　　在人工生態(tài)系統(tǒng)中，AAOB可以和反硝化菌共存.在以反硝化污泥當(dāng)做種泥來啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器研究中發(fā)現(xiàn)AAOB和反硝化菌都以亞硝酸鹽當(dāng)做基質(zhì)，但能夠決定脫氮過程的主要因素是C/N比和TOC負(fù)荷.Tal等以硝化污泥和反硝化污泥當(dāng)做種泥來富集厭氧氨氧化，結(jié)果表明用反硝化污泥富集的厭氧氨氧化活性較高(以聯(lián)氨氧化活性表征約0.16 μmol · beed-1 · h-1)，說明AAOB和反硝化菌的協(xié)同作用要強(qiáng)于AOB.

　厭氧消化工藝的主要終產(chǎn)物為氨和甲烷.氣相中的甲烷易被收集和純化用作能源物質(zhì)，但液相中的甲烷卻很難被回收，尤其是在低溫條件下.如果不對溶解性甲烷進(jìn)行適當(dāng)處理，其將會緩慢釋放到空氣中造 成溫室效應(yīng)