上向流厌氧氨氧化生物滤池的启动与脱氮性能-中国管理科学.PDF

第35卷第4期 北京工业大学学报 Vd．35NO．4 2009年4月 OF UNIVERSITYOFTECHNOLoGY JOURNALBEIJING Apr．2009 上向流厌氧氨氧化生物滤池的启动与脱氮性能 田智勇1,29李 冬1，杨 宏1，张立成1，张树德1，张杰1 (I．北京工业大学建筑工程学院水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室，北京100124； 2．中国环境科学研究院城市水环境研究室，北京100012) 摘要：利用上向流陶粒滤池反应器进行了厌氧氨氧化工艺的启动与性能研究．以A／o除磷工艺出水为试验 原水，先以自然挂膜的方法启动好氧硝化生物膜，再通过自然筛选和人工诱导的方式将其转化为厌氧氨氧化生 物膜。7个月后实现了厌氧氨氧化工艺的启动，TN去除负荷达到了6．8 kg／(m3·d)，微生物表观比生长速率为 0．001 8h～．试验表明，上向流的运行方式有利于提高厌氧氨氧化生物滤池的脱氮性能，最高TN去除负荷达到 12．37 kg／(m3·d)。比目前文献所报道的最高值还要高出很多．另外，试验滤池厌氧氨氧化过程的化学计量学和 CoD去除特性表明该过程中存在一定程度的异养反硝化过程。且对滤池的厌氧氨氧化脱氮有利． 关键词：厌氧氨氧化；污水处理；脱氮；上向流；生物滤池；启动 中图分类号：X703．1 文献标识码：A 文章编号：0254—0037(2009)04—0509—07 ammonium 厌氧氨氧化(anaerobic 程．在此之前人们曾经一度认为氨的氧化只能发生在好氧或限氧的系统中，但是从理论上讲，氨氮也是可 够将氨氮氧化为氮气的化能自养型微生物．但是直到1995年荷兰Delft技术大学一批学者才在反硝化流 化床中发现了厌氧氨氧化现象，他们将该过程命名为“ANAMMOX”，并率先开展了关于该过程代谢机理、 微生物学基础以及分子生物学等方面的研究[2】．目前已经证明：厌氧氨氧化过程是一类具有特殊结构的 浮霉目细菌以亚硝酸盐为电子受体，C02为主要碳源，在缺氧条件下将氨氮氧化为氮气的代谢过程，联氨 和羟胺是重要的中间产物【3】，其较为公认的化学计量式如式(1)所示． NH0+1．31NOr+0．066HCOf+0．13H+一 (1) 1．02N2+0．26NOr+0．066CH200．sNo．15+2．03H20 目前在荷兰、德国、瑞士、比利时、英国、澳大利亚和日本的废水处理系统中以及东非乌干达的淡水沼 荷为8．9±0．2 kg／(m3·d)【12]，N瞄基质代谢的最大比活性为55 统中还是自然生态系统中，ANAMMOX过程对于生物氮素转化和循环都起着非常重要的作用．如果将该 过程用于废水的生物脱氮处理，相对传统硝化反硝化工艺而言，则具有氧气需求量低、无需外加碳源、低污 泥产量等优点．可见，厌氧氨氧化技术在废水生物脱氮工艺中具有非常广阔的应用前景．虽然这类微生 7 物的代谢活性非常高，但是它们的生长速率却非常低(岸=0．002h一，倍增时间为11d)D3]，且只有在细 成为目前该项技术大规模应用于废水处理实践的瓶颈． 本试验利用A／O除磷工艺二级出水为试验用水，对通过好氧硝化生物膜快速启动厌氧氨氧化生物滤 池的途经和其脱氮性能进行了研究． 收稿日期：2007．07—13． 基金项目：国家“863”计划资助项目(2003AA601010)． 作者简介：田智勇(1978一)。男。河北张家口人，博士生 万方数据 510 北京工业大学学报 2009焦 1材料与方法 1．1试验装置