回流PN-ANAMMOX脱氮工艺处理城市生活污水研究

发布时间：2020-04-14 14:50

【摘要】：以ANAMMOX为核心的城市生活污水处理工艺,是以资源回收为目的污水处理的发展方向。而城市污水主流PN-ANAMMOX工艺中却存在短程硝化易失稳,脱氮效能低的问题,针对于此,本文采用回流PN-ANAMMOX反应器对主流工艺中短程硝化稳定运行的调控策略及其脱氮性能进行了研究。在小试规模下,室温(20-30℃)以人工配水模拟有机物回收利用后的低氨氮(50 mg·L~(-1))废水,在启动PN以及PN-ANAMMOX联合后,通过对FA、DO以及联合运行中回流的调控,并最终在回流的作用下实现了NO_3~--N的稳定控制。最后对整体工艺进行优化,前置反硝化进一步降低出水总氮,实现联合工艺的稳定运行及脱氮能力的提升。主要结论如下:(1)对于低氨氮废水,在单一好氧区运行时,采用提高FA,限氧等常规控制手段难以实现NOB的稳定抑制,出水NO_3~--N浓度在短暂下降后仍呈上升趋势,表明NOB具有很强的适应性。(2)联合PN-ANAMMOX通过回流的方式实现了对NOB的稳定的抑制。回流的作用下,好氧区NO_2~--N暴露浓度降低,有效控制了出水NO_2~--N持续升高的问题。最佳回流比为3:1,当回流比不足时,好氧区NO_2~--N偏高,不利于NOB的抑制。当回流比过高时,厌氧区ANAMMOX容易受到DO的影响,造成出水NO2--N的积累。(3)回流PN-ANAMMOX系统对温度变化具有良好的适应性,稳定的运行条件及良好的污泥截留效果使AnAOB保持良好活性。在持续降温的过程中,出水中始终无NO2--N累积。温度21℃左右,HRT:3.32 h,回流比3:1的条件下,PN-ANAMMOX运行稳定,出水NH_4~+-N和NO_3~--N浓度分别为8.96 mg·L~(-1)和14.28mg·L~(-1),NRR为0.2 kg·(m~3·d)~(-1)。(4)联合反硝化运行,出水总氮得到进一步去除。在C/N为0.8的条件下,出水NH_4~+-N和NO_3~--N浓度分别在6 mg·L~(-1)和10 mg·L~(-1)左右,系统TN去除率达到70%,COD去除率90%以上,整体NRR达到0.25 kg·(m~3·d)~(-1)。(5)定量PCR结果表明,反应器进行回流后NOB的占比降低。从单一好氧区运行时到联合回流后,NOB的基因拷贝数从9.87×10~7降低至6.34×10~6,采用回流PN-ANAMMOX,在回流的作用下实现了NOB的稳定抑制。
【图文】：

示意图,脱氮装置,示意图,反硝化

苏州科技大学硕士论文第二章实验装置、第二章实验装置、材料与方法2.1 试验装置2.1.1 回流 PN-ANAMMOX 联合脱氮装置本研究采用本课题前期研发的回流 PN-ANAMMOX 联合脱氮反应器，形分体式与一体式之间，在一个反应器内，通过划分功能区以实现高效脱氮，有回流功能，可实现出水的回流。目前该装置已在高氨氮废水的处理方面取好的效果[122]。试验装置如图 2.1 所示。反应器总有效体积 18.9 L，其中厌氧区 2.1 L，短程硝化区 9.2 L，反硝化区 7.5 L。反应器由有机玻璃制成，外面色遮光布，底部设有微孔曝气头，利用气泵曝气，通过转子流量计控制气量由反硝化区进入，随后进入 PN 区与 ANAMMOX 区，最后从 ANAMMOX流出，再回流至反硝化区。

参数变化,出水,工艺,底物

图 3.1 PN-ANAMMOX 工艺出水氮素浓度及各区参数变化Fig 3.1 Variations of nitrogen concentration and parameters in the reactorDO 和 NO2--N 是 NOB 生长的底物，在短程硝化启动过程中研究发现，单单依限制条件并不能有效的抑制 NOB 的生长，出水中剩余的 NO2--N 仍为 NOB 的提供了条件。而本课题组前期利用一体化反应器处理高氨氮废水时研究发现，回流的作用，使好氧区产生的 NO2--N 快速进入厌氧区被 AnAOB 所消耗，形成OB 的底物竞争能够有效的抑制 NOB 的生长[147]。然而目前有关底物竞争关系 NOB 的研究仍鲜有报道。Perez 等[148]指出 NO2--N 浓度会直接影响 AnAOB 和的底物竞争，限制 NO2--N 供给能够抑制 NOB 的生长。Li 等[47]在高温高氨氮水条件下了运行一体化反应器，结果表明适当的回流能有效抑制的 NOB，，但文指出 NOB 受到抑制不仅是因为回流的作用，还受到高温条件的影响使 NOB 的受到限制。然而在常温低氨氮废水中，缺乏了高温以及高 FA 等因素的联合抑仅在回流的作用下能否实现短程硝化的稳定运行仍有待进一步研究。于是阶段向厌氧区投加了成熟的 ANAMMOX 污泥进行 PN-ANAMMOX 的联合。联合
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X799.3

【参考文献】