《推流式固定化絮体生物反应器培养ANAMMOX菌试验研究[汇编]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《推流式固定化絮体生物反应器培养ANAMMOX菌试验研究[汇编]（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 推流式固定化絮体生物反应器培养ANAMMOX菌试验研究 1 ANANMMOX工艺研究状况 厌氧氨氧化技术的研究从荷兰KLUYVER 试验室发现这一实验现象 ( 1) , 到 6 月世界上第一座生产性装置在DOKHAVEN投入运行 ( 2) , 至今已持续近十年。国内 的一些研究者在这一领域也取得了一定的研究成果 ( 3) 。当前国内一大批研究机 构正积极地在这一领域开展研究工作 ( 4) 。综观当前的研究成果 , 对 ANAMMOX 的 基础理论研究已经相当深入, 但对如何快速培养和富集ANAMMOX菌公开报道 , 较为鲜见。众多
2、研究者缺乏研究材料的问题相当普遍, 这已成为在这一领域开展 大量研究工作的重要瓶颈。 2 ANAMMOX菌培养反应器选择 当前已知的培养 ANANMMOX菌方法的有两类 , 一类是采用 ANAMMOX菌接种物 , 在反应器中进行增殖培养; 另一种是采用活性污泥进行富集培养。荷兰代尔夫特 工业大学 ( TU Delft) 关于 ANAMMOX的研究主要利用第一种方法, 种泥来自于最 早发现 ANAMMOX现象的脱氮流化床反应器。 在国内开展的研究只能依靠从活性污 泥中富集培养的方法。 浙江大学郑平、胡宝兰等采用 UASB 反应器成功地富集到 了高活性的 ANAMMOX污泥 ( 5) 。 上海交通
3、大学的杨虹等采用悬浮填料床反应器, 成 功地进行了 OLAND 工艺的研究 , 该工艺中同样有 ANAMMOX菌参与反应 ( 6) 。荷兰 研究者认为 SBR 是适合 ANAMMOX菌培养的反应器 , 而且在该反应器中培养出了颗 粒化的 ANAMMOX污泥 ( 7) , 可是该反应器全套购置费用昂贵, 国内一般研究机构 难以承受 , 不便于推广使用。分析当前关于 ANAMMOX菌的研究成果可知 , 培养该 菌应该满足其如下一些基本要求: ( 1) 该菌广泛地存在于自然界中, 在具有硝化、脱氮能力的生物膜、长 污泥龄低负荷活性污泥中数量较多。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正
4、或者删除。 ( 2) 该菌在有氨氮、亚硝酸盐氮的环境中 , 能够进行 ANAMMOX反应, 并 能够增殖。 ( 3) 氧对该菌完成 ANAMMOX反应有抑制作用 ( 8) 。 ( 4) 该菌的合适生存环境是 : 温度 20-43, pH6.78.3 ( 9) 。 ( 5) 亚硝酸盐氮抑制浓度为100mg/L ( 9) 。 ( 6) 该菌的倍增时间是4-11 天, 合成系数是 0.054gVSS/gNH4 +-N, 污泥衰 减系数为 0.01d -1 。 比增长速率为 0.065 d -1( 10) 。 当前研究中使用的反应器 , 如 UASB, 流化床 , 填料床等 , 基本属于完全混 合类反
5、应器。采用推流式的反应器 , 而且将启动污泥均匀地固定在反应器中, 同 样适合于 ANAMMOX 菌的富集培养。理由如下: ( 1) 接种污泥中含有少量ANAMMOX菌, 这些分散于污泥絮体中的菌体经过 填料的支撑作用 , 均匀地固定在反应器中 , 能够获得相对稳定、 相互依存 的生长环境。 ( 2) 培养基质低速穿过污泥絮体, 能够为该菌提供营养 , 传递中间产物。 ( 3) 反应器中基质浓度沿推流沿程上是递减分布的, 为污泥在各种负荷 下生长提供了可能性 , 在进水口附近是高负荷区 , 在出水附近是低负荷 区。负荷的不同 , 微生物的生长状况也呈现出差异, 特别是对于复合菌而 言, 不同种
6、类的菌在反应器中可能有相应的生长区段。 ( 4) 对于氧、高基质浓度等抑制因素 , 推流式反应器的前段能够起到保 护后段的作用。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 ( 5) 从推流沿程上取样 , 能够方便观察不同区段微生物的生长和基质浓 度变化所带来的差异性情况。 ( 6) 从设备要求上讲 , 该反应器只需要一个进水泵, 最大限度低减少了 转动部件 , 从而对保证系统的密闭性非常有利。整个系统造价低廉。 基于上述设想 , 本研究设计了一个2.4L 的推流式固定化生物絮体反应器, 在 4 个月内成功地完成了启动过程。 随后启动的另一组12L 反应器也已获得了稳 定的
7、 ANAMMOX活性。 3 试验装置及方法 3.1 试验装置 试验用 ANAMMOX反应器及试验流程图见图1. 反应器有效容积为2.4L。该装 置运行在 30的恒温试验室中。进水流量范围 0.81.13L/d, 平均流量为 0.923L, 平均水力停留时间为2.6 天。 1 进水贮瓶 2. 水蠕动泵 3. 流式固定化絮体反应器4. 出 水贮瓶 5. 出水贮瓶 图 1 ANAMMOX反应器及试验流程图 3.2 接种污泥 接种污泥取自某污水厂的好氧消化污泥和中水处理厂的好氧污泥, 经过短 暂的硝化培养后 , 作为接种污泥使用。其部分理化性状为: TS 13.3g/L; VS 7.25g/L; VS
8、/TS 54.65%; pH 8.0 8.3。 3.3 培养基质 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 含氮污水采用在自来水中配入工业碳酸氢铵和亚硝酸钠的方法配制, 同时 按照一定比例加入无机盐和微量元素 (3) 。每次配制基质后 , 用氩气置换 20-30 分钟, 在进料过程中也连续通入该气体, 以消除氧的影响。 3.4 分析方法 氨氮: 纳氏试剂光度法 ; 亚硝酸盐 : N-( 1-萘基)乙二胺光度法 ; 硝酸盐 : 紫外分光光度法 ; 总氮: 过硫酸钾氧化 - 紫外分光光度法 ; PH: 玻璃电极法 ; 碱度: 电位滴定法 ; 每批次分析化验时 , 每个项目均选
9、取一个样品进行加标回收测定, 回收率 在 90% 以上为有效数据。 4 推流式固定化絮体生物反应器的启动与运行结果 试验期间氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮和反应器负荷的历时变化 曲线见图 26。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 4.1 污泥适应及转换期 污泥接种完毕后 , 开始连续进水培养ANAMMOX 菌。 根据郑平等的经验 , 起始 浓度设定为 70mg/L(NH4 +-N 和 NO 2 -N) 。试验开始的一个半月能够看作是污泥的适 应和转换期。接种污泥均是好氧污泥 , 而且含有一定的有机物
10、 , 在转为厌氧状态 下运行 , 有一个转变过程。从图1-5 中能够看出 , 出水中 NH4 + -N、 NO2 - -N、 TN 变化非常不稳定。根据碱度变化和各种氮形态之间转化分析, 这一时期首先发生 的是氨氧化和反硝化反应, 然后才开始 ANAMMOX反应。从第 30 天以后后 , 氨氮 浓度持续降低 , 亚硝酸盐氮浓度持续上升浓度, 可是氨氮转化量高于亚硝酸盐 氮增加量 , 总氮去除率均小于20% 。到第 45 天后, 亚硝酸盐氮浓度开始逐步下 降, 并低于进水浓度 , 同时总氮去除率上升 , 达到 30% 以上。出水中的硝酸盐氮 含量和产气量开始上升。至此反应器已经具备一定的ANAM
11、MOX反应特征。 4.2 负荷提高期 从第 45天后开始提高负荷 , 考虑到反应器中要发生一部分氨氧化反应, 有 一部分氨氮要转化为亚硝酸盐氮, 因此在配水时 , 有意提高氨氮浓度 ( 一般按 氨氮与亚硝酸盐氮1.21.5:1的比例配置 , 根据出水中残余的氨氮和亚硝酸盐 氮浓度进行调整 ) 。 从图 1-4 中能够看出 , 到第 80 天后, 总氮的去除率达到80%, 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 出水中的氨氮和亚硝酸盐氮均接近0mg/l 。反应器此时已基本稳定 , 第 80 天以 后按照 7-10 天提高进水 TN60-80mg/l 的速度提高负荷 , 控
12、制出水中氨氮和亚硝 酸盐氮均接近 0mg/l 。到 120天左右 , 在反应器中观察到了红色的颗粒状污泥, 此污泥可能就是 ANAMMOX菌的聚集体。试验结果表明 , 虽然进水浓度在不但提高, 氨氮和亚硝酸盐氮的去除率均接近100%, 但总氮的去除率因为有硝酸盐氮的生 成, 而始终维持在 80% 左右。当负荷降低时 , 硝酸盐氮的浓度能够降低 , 总氮去 除率也随着上升 , 但为了加快培养细菌 , 未在这方面进行进一步试验。 在本试验 第 135147天的 12 天稳定运行期内 ( 平均流量 0.929L/d) , 平均进水氨氮、 亚 硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮浓度分别为 337.0mg/l 、
13、 317.4mg/l, 27.3mg/l, 684.8mg/l, 出水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮的浓度分别为 5.2mg/l,6.4mg/l, 111.4mg/l、 128.2mg/l 。反应器平均进水氨氮、亚硝酸盐 氮、 总氮负荷分别为 0.131Kg-N/m 3.d, 0.123Kg-N/m3.d, 0.265Kg-N/m3.d, 反应 器平均氨氮、亚硝酸盐氮 , 总氮去除负荷分别为0.129Kg-N/m 3.d, 0.120Kg-N/m 3.d, 0.215Kg-N/m3.d, 平均去除率分别为 98.4%, 97.9%, 81.1% 。 当前反应器运行负荷仍在不断提高之中。 5
14、 污泥性状观察 5.1 反应器沿程污泥分布 经过连续培养 , 反应器中污泥颜色变化不大, 从原来的黄褐色变为较暗的 土黄色。反应器前半部分的污泥变少, 反应器后半部分的污泥从外观观察未见减 少。试验过程中未观察到明显的污泥流动和流失现象。 5.2 污泥颗粒化 从第 120 天观察到反应器前半部分出现红色污泥后, 红色污泥颗粒在填料支 架上成片生长 , 污泥的数量和尺寸在不断增加。而且与黄色絮状污泥混杂在一 起。颗粒尺寸从 0.2mm到 3-4mm 不等。污泥颗粒周围有较多气泡。 反应器的后半 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 部分未发现红色污泥。 这表明高负荷有利于该污泥的生长和颗粒化。由于反应器 是推流式运行 , 到末端可供微生物利用的基质较少, 不利于微生物的大量生长。 6
