中试Anammox-ASBR的启动与处理烟气脱硫脱硝尾液的脱氮性能

发布时间：2020-05-13 04:21

【摘要】：火电厂所产生的烟气脱硫脱硝尾液是指烟气前置脱硝(SCR法)后置碱法湿式脱硫过程中残留的排放废液,具有高氨氮、高盐度(CI、SO42-浓度)和低B/C的特点。传统的生化脱氮方法对于脱硫脱硝尾液的处理依然十分困难。厌氧氨氧化(Anammox)是一种资源节约型、环境友好型的生物脱氮途径。但厌氧氨氧化菌生长缓慢,其富集培养所需时间较长。本文研究了Anammox-ASBR工艺的中试实验的启动,以及脱氮性能的研究,取得以下研究成果:研究了厌氧氨氧化菌在不同的接种污泥的条件下的富集培养,采用两组中试规模的厌氧序批式反应器(ASBR)(R1和R2,有效容积530 L),通过分别接种氧化沟兼氧污泥和A/A/O工艺厌氧区污泥,考察了厌氧氨氧化(Anammox)的启动及其与反硝化耦合脱氮特性,同时对菌群结构进行了分析。结果表明,在温度35±1℃、进水p H值7.5±0.2、厌氧时间20 h的条件下,R1和R2分别经过180 d和160d的运行,均可实现Anammox的成功启动。稳定运行阶段,两组反应器基质氮去除速率分别为0.3 kg·m-3·d-1和0.35 kg·m-3·d-1,但R2具有较高的脱氮性能(最高达0.52 kg·m-3·d-1)。两组反应器中Anammox均为主导反应,但均同时存在反硝化脱氮过程,使得出水总氮浓度均低于31 mg·L-1,TN去除率分别达91%和92%。R1和R2中污泥均呈浅红色颗粒状,且主要菌属均为Candidatus Brocadia。研究了中试Anammox-ASBR处理火电厂脱硫脱硝尾液的耐冲击性及恢复特性。结果表明:采用菌种来自接种氧化沟工艺的兼氧段污泥启动的ASBR反应器(530 L)。脱硫脱硝尾液抑制及菌种恢复阶段可通过去除抑制因素、降低进水基质浓度以及适当调节进水p H,经过93 d运行,NH4+-N、NO2--N去除率由0%升高到接近100%,厌氧氨氧化菌的活性得到恢复。通过逐步提高不同脱硫脱硝尾液比例(30%、70%、100%)的方式,实现中试SAD-ASBR对脱硫脱硝尾液的高效脱氮,出水NH4+-N、NO2--N浓度稳定保持接近0 mg·L-1。通过对3个修正的模型进行拟合,得出修正的Logistic模型更加适合脱硫废水尾液冲击后的NRR恢复过程,得到NRR恢复延迟时间λ为17.777个周期,R2为0.92948。研究了NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N浓度对Anammox-ASBR脱氮性能的影响。结果表明:进水硝态氮浓度对厌氧氨氧化反应影响较小,尤其是在低浓度范围内(㩳60 mg·L-1)几乎对厌氧氨氧化过程不影响。当进水硝态氮浓度大于80 mg·L-1时,由于反硝化菌没有充足的COD用于反硝化脱氮,使得总氮去除率呈逐渐下降趋势,由进水硝酸盐浓度为20 mg·L-1时的81%逐渐降低至120 mg·L-1时的48%。NH4+-N、NO2--N浓度提高在浓度提高的前期,会造成反应器脱氮性能减弱,出水氨氮浓度最高达到18.4 mg/L,总氮去除率降低至82.1%,但随着稳定的运行反应器,厌氧氨氧化菌群会逐步提高处理效能,出水水质逐步提高。在进水氨氮达到220 mg·L-1后反应器仍能够适应较高的氨氮进水,出水氨氮逐步降低,最后保持在2 mg·L-1。选用修正的Logistic模型模拟反映高氨氮浓度(220 mg·L-1)条件下厌氧氨氧化反应器的典型周期内动力学特性,得出R2=0.9907。NREmax为91.1%,Rmax为6.89%/h,λ为3h。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X773

【参考文献】