序批式生物膜反應(yīng)器高效生物脫氮途徑優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、引入新型的微生物處理技術(shù)可以很大程度的改進(jìn)目前廢水處理的水平，最近一些新型的氨氮去除技術(shù)逐漸得到發(fā)展，這些新型的氨氮的去除技術(shù)為高氨氮廢水的處理提供了可行性的選擇。它們一般都基于亞硝化與厭氧氨氧化的協(xié)同作用。這些工藝可以通過(guò)兩種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：一種是短程硝化與厭氧氨氧化在分開(kāi)的設(shè)備中進(jìn)行，該系統(tǒng)包括前置的單個(gè)SHARON反應(yīng)器，氨氮首先在SHARON反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，然后在后置的厭氧氨氧化反應(yīng)器(ANAMMOX)中轉(zhuǎn)化為氮?dú)?；另一種是短

2、程硝化與厭氧氨氧化是在同一個(gè)氧氣受到限制的反應(yīng)器內(nèi)完成，即CANON反應(yīng)器。這些新型的工藝主要用于去除銨含量較高的廢水。 本論文簡(jiǎn)介了國(guó)內(nèi)外生物脫氮技術(shù)的研究過(guò)程和研究成果，介紹了該技術(shù)的最新研究進(jìn)展，指出了我國(guó)發(fā)展新型生物脫氮技術(shù)的重要性，并總結(jié)了目前研究中存在的問(wèn)題，提出了以后有待于進(jìn)一步研究的方向。 首先采用自主設(shè)計(jì)的SBBR 反應(yīng)器處理氨氮濃度含量較高的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液并對(duì)其脫氮機(jī)理進(jìn)行分析。在保持（32±0

3、.4）℃的環(huán)境溫度下，經(jīng)過(guò)58d 的馴化和33d 的穩(wěn)定，SBBR 反應(yīng)器的脫氮效率最高達(dá)到95％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高頻間歇式曝氣方式在抑制了硝酸細(xì)菌的活性的同時(shí)也消除了亞硝酸鹽濃度和pH大幅波動(dòng)對(duì)亞硝酸細(xì)菌和厭氧氨氧化細(xì)菌活性的影響；在曝氣階段，溶解氧濃度被控制在1.2～1.4 mg.L-1，亞硝酸細(xì)菌成為主體細(xì)菌，亞硝酸鹽積累；在缺氧階段，隨著溶解氧濃度迅速降低，厭氧氨氧化細(xì)菌成為主體細(xì)菌，曝氣階段積累的亞硝酸鹽與氨氮同時(shí)被去除。

4、 然后利用傳統(tǒng)微生物分析技術(shù)與PCR、變性梯度凝膠電泳（DGGE）等分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合的方法，對(duì)單級(jí)SBBR 反應(yīng)器中的主要生物脫氮途徑進(jìn)行分析。結(jié)果表明，亞硝化-厭氧氨氧化-反硝化途徑是主要的脫氮途徑，通過(guò)該途徑去除的NH4+-N占總?cè)コ康?5％以上；另外2條途徑則分別是亞硝化-反硝化途徑以及全程硝化-反硝化途徑。所有途徑都采取同步和分步2種方式完成，同步方式以曝氣階段的氮素虧損形式予以表現(xiàn)。分步方式則依靠各種脫氮微生物在曝

5、氣階段和厭氧階段不同的活性程度完成，亞硝酸細(xì)菌是曝氣階段的主要活性菌種，完成NH4+-N向NO2--N的轉(zhuǎn)化，而厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌則在厭氧階段成為優(yōu)勢(shì)菌種，完成完整的生物脫氮過(guò)程。 另外，為進(jìn)一步控制反應(yīng)器運(yùn)行成本，在3 種不同的低溫馴化策略下啟動(dòng)3套規(guī)格相同的厭氧序批式生物膜反應(yīng)器(ASBBR)，在對(duì)運(yùn)行過(guò)程中氮素變化規(guī)律進(jìn)行分析的同時(shí)，利用變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術(shù)對(duì)生物膜上的細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，初步考察了