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        厭氧氨氧化污水處理工藝及其實際應(yīng)用研究進展

        2019-01-03 15:03:09馬志洋
        中國金屬通報 2019年9期
        關(guān)鍵詞:處理工藝濾液亞硝酸鹽

        馬志洋

        (江蘇金陵環(huán)境有限公司,江蘇 南京 210001)

        近年來,厭氧氧化銨作為污水處理的主要技術(shù),已成功應(yīng)用于各種污水處理,取得了顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。文章綜述了硝化-氨氧化法(Sharon-Anammox法)和完全自養(yǎng)反硝化(CANON法)在氨氧化反應(yīng)中的應(yīng)用進展,進而針對性的介紹了一些相關(guān)的產(chǎn)業(yè)中相關(guān)方法的應(yīng)用,例如厭氧硝化池,垃圾滲濾液等在處理的過程中使用這一工藝的方法,希望可以給有關(guān)從業(yè)人員以啟發(fā)[1]。

        1 常見處理工藝

        厭氧氨氧化廢水處理工藝在實際應(yīng)用的過程中存在了一定的使用問題,但是如果能夠根據(jù)環(huán)境情況針對性的采取措施進行解決則可以讓其有效的發(fā)揮作用。首先需要對其控制參數(shù)進行了解,這是后續(xù)進行工藝規(guī)模化應(yīng)用的基礎(chǔ)所在,隨后要做的是快速培養(yǎng)細(xì)菌菌落,其中主要是厭氧氨氮相關(guān)細(xì)菌,然后采取措施對其活性進行控制或者抑制,確保其適用性,這也解決了現(xiàn)在大規(guī)模厭氧氨氮菌的具體應(yīng)用以及光譜使用的關(guān)鍵性問題,這一問題的解決有效的改善了相關(guān)應(yīng)用的現(xiàn)狀。Sharon-Anammox工藝是最廣泛使用的Anammox工藝[2]。

        它分為兩個步驟。第一步是SHARON切片,50%~60%氨氮被氧化成亞硝酸鹽氮,第二步是Anammox切片。氨氮與新形成的亞硝酸鹽氮反應(yīng)形成氮,產(chǎn)生部分硝酸鹽氮。兩種反應(yīng)均在不同的反應(yīng)器中進行。

        該工藝組合僅需要將50%的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮,而不需要在以后添加一氧化二氮。大多數(shù)含有碳酸氫鹽的厭氧廢水含有堿度以補償亞硝化引起的堿度。實現(xiàn)過程堿度的自我平衡。同時,該方法通常將硝化細(xì)菌和厭氧氨氧化細(xì)菌分成兩個不同的反應(yīng)器,或在反應(yīng)器中設(shè)定不同的條件,同時,兩種細(xì)菌可以分別工作以實現(xiàn)相分離為功能性細(xì)菌的生長提供了良好的環(huán)境,此外,水中有害物質(zhì)對厭氧氨氧化細(xì)菌的抑制作用降低。

        Sharon結(jié)合Anammox方法在使用過程中有著較高的處理負(fù)荷,實際使用的過程中硝化反應(yīng)發(fā)生的部分不需要提供較多的氧氣,而且對于pH的適用范圍很高,除此之外Anammox部分在厭氧環(huán)境下則會表現(xiàn)出來更好的反應(yīng)特性。

        硝化-反硝化過程中,空氣大大減少,好氧硝化作用持續(xù)時間短,溶解氧環(huán)境低,亞硝酸鹽氧化菌(頭,亞硝酸鹽氧化菌)對氧的親和力,適用于低濃度氨氧化細(xì)菌(AOB)生長和亞硝化反應(yīng)提供了舒適的環(huán)境。應(yīng)用Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝可以有效的減少反應(yīng)過程中溫室氣體和一些其他含氮氣體的生成和排放,對于環(huán)保有著重要的意義[3-6]。

        2 工藝應(yīng)用

        應(yīng)用Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝最一開始是荷蘭市政污水處理廠,在進行工藝研究的過程中,戴爾福特理工大學(xué)設(shè)計的工藝第一次投入實際使用過程。隨后,該工藝成功應(yīng)用于歐洲的許多污水處理廠。然而,高濃度的有機碳源抑制了Anammox細(xì)菌。

        應(yīng)用Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝主要是處理碳氮比相對來說更小的污水廢水的,對于一些垃圾滲濾液和一些養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢水來說有著更好的處理效果和更好的環(huán)境保護效果,在實際應(yīng)用的過程中獲得了非常好的應(yīng)用效果。由于垃圾滲濾液中氨氮濃度高,缺乏有機碳源,難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

        為了讓應(yīng)用Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝能夠有效的處理垃圾滲濾液當(dāng)中存在的污染效果,有關(guān)研究工作人員使用了固定膜反應(yīng)器來讓Sharon和Anammox兩個反應(yīng)模塊成功的實現(xiàn)了串聯(lián),獲得了更好的處理效果。在實際使用的過程中垃圾滲濾液的氨氮負(fù)荷為0.27kg~1.2kg·D1,DO=0.8mg~2.3mg·L-1,這表明,出水中硝態(tài)氮與氨氮的比例穩(wěn)定在1.0~1.3,適合隨后的Anammox處理。

        Anammox切片的溫度控制在(30±1)℃,Akgul等人在研究的過程中對常見的污染處理方法進行了比較,使用UASB和MBR的聯(lián)合工藝進行了垃圾滲濾液的處理,并將其和Sharon結(jié)合Anammox方法結(jié)合的聯(lián)合處理工藝處理的垃圾滲濾液進行橫向比較,發(fā)現(xiàn)后者在應(yīng)用的過程中可以去除垃圾滲濾液中絕大多數(shù)的COD和TNK含量。

        隨后Colprim等人使用了SBR反應(yīng)器來進行了垃圾滲濾液的硝化處理反應(yīng)。在反應(yīng)的過程中pH對于硝化反應(yīng)的進行程度有著十分顯著的影響,會直接影響到硝化反應(yīng)和亞硝化反應(yīng)之間的平衡,而氨氮氧化過程有著游離氨作為抑制條件。

        在質(zhì)量濃度(605.48±87.18)mg·L-1(基于n-nh3質(zhì)量)的條件下,游離亞硝酸鹽濃度(0.49±0.09)mg·L-1(基于n-hno2質(zhì)量),碳酸氫鹽質(zhì)量濃度(0.01±0.16)mg·L-1(以C質(zhì)量計算)。使用Anammox通過異氮化反硝化去除(14.9±5.6)%氨氮。

        3 CACON工藝

        佳能工藝傾向于硝酸鹽細(xì)菌,其基于厭氧氨氧化細(xì)菌,從而控制硝酸鹽細(xì)菌的生長條件并確保佳能工藝的穩(wěn)定操作,通常通過控制氧氣或亞硝酸鹽來實現(xiàn)。由于它完全是自支撐的,佳能工藝廢水處理被廣泛用于實驗室研究和廢水處理。

        Sliekers(2002)研究了佳能SBR工藝,例如通過控制7.9mlmin~11d的空氣保留時間。溫度為30℃,pH值控制在7.8,操作過程中含水處理0.25h~11.5h,不含水0.25h。實驗結(jié)果中顯示硝態(tài)氮的生成相對來說更多,他的來源是15%的氨氮和85%的氮氣,而除此之外亞硝酸鹽的生成相對則少了很多,僅有0.002%,相比較可以忽略。

        4 結(jié)束語

        厭氧氨氧化工藝,Sharon-Anammox和佳能工藝已逐步應(yīng)用于實驗室中試規(guī)模和現(xiàn)場研究,并已成功應(yīng)用于垃圾滲濾液,污泥硝化池,工業(yè)廢水和養(yǎng)殖廢水等當(dāng)中,但是實際應(yīng)用的過程中依然存在一些問題,需要人們針對性的采取措施進行應(yīng)對,隨后會有著更好的使用效果。

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