浅谈厌氧氨氧化及其工艺的研究
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展厌氧氨氧化是一种利用厌氧条件下的微生物将氨氮氧化为亚硝酸盐的过程,广泛应用于污水处理领域。
本文将介绍厌氧氨氧化的工艺原理及其在实际应用中的研究进展。
厌氧氨氧化工艺原理主要包括两个步骤:厌氧氨氧化和亚硝化反硝化。
厌氧氨氧化由氨氧化菌完成,将有机氮底物氨氮氧化为亚硝酸盐;亚硝化由异养菌完成,将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。
两个步骤共同作用,实现了氨氮的脱除。
厌氧氨氧化工艺具有以下特点:一是不需氧气供应,能够降低能耗,节约运行费用;二是能够有效去除氨氮,对高氨氮含量的废水具有较好的处理效果;三是产生的亚硝酸盐可以被亚硝化硝化反应进一步转化为氮气,实现氮的深度去除,减少对环境的影响。
厌氧氨氧化工艺已在实际应用中得到广泛推广。
研究表明,不同的废水处理厂在采用厌氧氨氧化工艺后,氨氮去除率普遍提高,同时COD(化学需氧量)和总氮的去除效果也相对较好。
对于一些高浓度氨氮废水,厌氧氨氧化工艺能够有效处理,达到排放标准要求。
还有研究使用厌氧氨氧化工艺处理含有高浓度氨氮的生活污水,结果显示该工艺对于氨氮的去除效果明显。
厌氧氨氧化工艺是一种可行的处理技术。
厌氧氨氧化工艺在实际应用中还存在一些问题和挑战。
厌氧氨氧化对工艺条件较为敏感,需要精确控制反应条件才能获得最佳的处理效果。
厌氧氨氧化工艺的菌种选择和携氧体系的建立也需要进一步研究。
厌氧氨氧化在处理高浓度废水时容易出现菌群的抑制和毒性物质的积累等问题。
对于实际应用中的厌氧氨氧化工艺,还需要进一步完善和优化。
厌氧氨氧化是一种有潜力的废水处理工艺,能够有效去除氨氮。
目前研究集中在优化工艺条件、菌群选择和抑制毒性物质等方面,以提高厌氧氨氧化工艺的稳定性和处理效果。
未来,针对实际应用中的问题,需要继续进行深入研究,进一步推广和应用厌氧氨氧化工艺。
浅谈厌氧氨氧化及其工艺的研究
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浅谈厌氧氨氧化及其工艺的研究摘要:厌氧氨氧化指的是在缺氧条件下以亚硝酸盐为电子受体将氨氧化为氮气的过程,该过程由一类独特的、被称为“厌氧氨氧化菌”的专性厌氧微生物催化完成;更重要的是,厌氧氨氧化在污水处理领域显示出良好的应用潜力,目前厌氧氨氧化工艺及其应用成为了研究的热点,本文重点介绍厌氧氨氧化菌的生物学特性,厌氧氨氧化反应原理,厌氧氨氧化工艺的影响因素及实际工程应用。
关键词:生物脱氮;厌氧氨氧化工艺;工程应用随着工农业生产的飞速发展和和生活水平的不断提高,人类活动对自然环境产生巨大影响,导致各类氮素化合物累积。
其中,水体氮素污染问题尤为严重。
新型生物脱氮技术按其生化反应原理可分为两类基本技术,一类是基于硝化一反硝化生化过程的新型生物脱氮工艺,另一类为基于厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应的新型生物脱氮工艺。
1厌氧氨氧化菌的生物学特性厌氧氨氧化菌作为浮霉菌的一类,必然具有浮霉菌细胞所具有的一切特性。
浮霉菌具有十分独特而典型的细胞结构:由膜包裹形成的亚细胞结构。
这种浮霉菌的特征结构在厌氧氨氧化菌中也得到体现,如图1所示。
透射电镜分析表明厌氧氨氧化菌有自己独特的一类由膜包裹形成的细胞器,被命名为厌氧氨氧化体)。
厌氧氨氧化菌从外到内由八部分构成:(1)细胞壁;(2)细胞质膜;(3)PP质;(4)细胞内质膜;(5)核糖质;(6)细胞类核;(7)厌氧氨氧化体膜;(8)厌氧氨氧化体。
2厌氧氨氧化原理厌氧氨氧化是指在厌氧条件下,厌氧氨氧化菌将NH4+和NO2-直接转变为N2。
厌氧氨氧化的化学计量关系如式1。
NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.12H+→1.0N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O(式1)3厌氧氨氧化相关工艺3.1 ANAMMOX工艺ANAMMOX工艺是在缺氧条件下利用厌氧氨氧化菌,将废水中的NH4+和NO2-转化为N2的方法。
要实现厌氧氨氧化工艺,废水基质需含有NH4+与NO2-,而典型的废水中氮素主要以NH4+氧形态存在。
厌氧氨氧化工艺的机理及研究进展
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建筑与预算CONSTRUCTION AND BUDGET2019年第5期DOI:10.13993/ki.jzyys.2019.05.015收稿日期:2019-01-04作者简介:王闯(1994-),男,硕士研究生,主要从事污水处理方面研究。
E-mail:512327695@中图分类号:X703.1文献标志码:B文章编号:1673-0402(2019)05-0056-051厌氧氨氧化技术原理1990年荷兰Delft 技术大学Kluyver 生物技术实验室提出了厌氧氨氧化工艺[1]。
该工艺突破了传统生物脱氮工艺中的基本理论概念。
该工艺利用AAOB (厌氧氨氧化菌)将废水中氨和亚硝酸转化为氮气,整个过程中无需外加碳源。
工程中生化表达式如下:NO 2-+NH 4+→N 2+H 2O(1-1)厌氧氨氧化细胞内反应中氮元素计量比为NH 4+∶NO 2-∶NO 3-=1∶1.32∶0.26主要化学反应式如下:NH 4++1.32NO 2-+0.66HCO 3-+0.12H +→1.0N 2+0.26NO 3-+0.066CH 2O 0.5N 0.15+2.03H 2O(1-2)与传统的脱氮工艺相比,能耗低,反应效率高,无需外加碳源等特点,是厌氧氨氧化工艺作为污水脱氮工艺的优势。
2厌氧氨氧化菌的分类AAOB (厌氧氨氧化菌)属于浮霉菌目,迄今为止,已发现的AnAOB 有6属18种,构成了独立的厌氧氨氧化菌科(Anammoxaceae ),并且AnAOB 广泛存在于自然生态系统中,如海洋海底沉淀物[2]、淡水沉积物[3]、油田开采地[4]、海洋厌氧盆地[5]、氧极区[6]、红树林区[7]、海洋冰[8]、淡水湖泊[9]以及海底地下热泉[10]等。
厌氧氨氧化的种类繁多,在常规或者极限环境中均存厌氧氨氧化工艺的机理及研究进展王闯,赵鑫宇,邓守鸿(沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168)摘要:近年来我国经济发展迅速,与此同时经济带来的弊端就是对环境的污染。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展
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厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展【摘要】厌氧氨氧化生物脱氮工艺是一种新兴的热点研究领域,具有重要的应用价值。
本文首先介绍了该工艺的背景和意义,然后详细探讨了其工艺原理和优势,分析了影响工艺效果的因素,并提出了工艺优化策略。
通过对厌氧氨氧化生物脱氮工艺的研究,可以有效降低废水处理成本,减少对环境的影响,具有广阔的应用前景。
未来的研究方向可以进一步深入厌氧氨氧化反应机制的探讨,优化工艺条件,提高脱氮效率。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺在水处理行业有着巨大的发展潜力,值得进一步的深入研究和探讨。
【关键词】厌氧氨氧化生物脱氮工艺、研究进展、厌氧氨氧化反应、工艺优势、影响因素、优化策略、研究展望。
1. 引言1.1 研究背景厌氧氨氧化生物脱氮工艺是一种新兴的生物处理技术,可有效去除废水中的氨氮,具有较高的去除效率和较低的能耗。
目前,传统的硝化-反硝化工艺在处理高浓度氨氮废水时存在着比较明显的弊端,如需求较高的碳源、较长的处理时间等。
而厌氧氨氧化生物脱氮工艺正是针对这些问题而发展起来的。
研究背景部分需要重点关注目前废水处理领域存在的问题,即传统工艺在处理高浓度氨氮废水时的不足之处,以及对环境和资源造成的影响。
随着人们对环境保护和资源可持续利用的意识不断增强,开发出高效、低能耗的废水处理技术变得尤为迫切。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺的提出,填补了传统工艺的空白,对于解决废水处理领域的难题具有重要意义。
通过对厌氧氨氧化生物脱氮工艺的研究探讨,可以为其在实际应用中的优化提供理论支撑,进一步推动其在废水处理领域的应用和推广。
深入研究厌氧氨氧化生物脱氮工艺的机理和影响因素,探讨其优势和存在的问题,对实现废水处理技术的创新和发展具有重要意义。
1.2 研究意义厌氧氨氧化生物脱氮工艺是一种新兴的生物技术,可以有效地将废水中的氨氮转化为无害的氮气,并减少对环境的污染。
这种工艺具有高效、节能、环保等优点,对于解决城市和农村污水处理中氨氮排放过高的问题具有重要的意义。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
厌氧氨氧化是一种高效的污水处理工艺,在实际应用中得到了广泛的应用。
本文将从原理、工艺流程及实际应用等方面对厌氧氨氧化污水处理工艺进行综述。
厌氧氨氧化是通过厌氧细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐或亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程。
这种过程不需要耗氧,并且能够在低温下进行,因此可以在一些特殊情况下进行高效的污水处理。
厌氧氨氧化的反应公式如下:
NH4+ + 1.5O2 → NO2- + 2H2O
NO2- + 0.5O2 → NO3-
厌氧氨氧化污水处理工艺的流程一般包括进水处理、污泥处理和出水处理三个步骤。
进水处理主要是将污水中的有机物和氨氮进行处理,以提高厌氧氨氧化的效果。
污泥处理主要是对厌氧氨氧化过程中产生的污泥进行处理,以减少污泥的产生量。
出水处理主要是对处理后的水质进行净化,以符合环境排放的要求。
厌氧氨氧化污水处理工艺也存在一些问题和挑战。
厌氧氨氧化需要有适宜的环境条件和厌氧菌群,而且对温度、pH值等因素的变化较为敏感。
厌氧氨氧化过程中会产生大量的污泥,如何处理这些污泥也是一个亟待解决的问题。
厌氧氨氧化的反应速度较慢,需要较长的反应时间。
厌氧氨氧化是一种高效的污水处理工艺,其原理简单,可在低温下进行。
厌氧氨氧化污水处理工艺在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
未来需要进一步研究和改进,以提高其处理效果和经济性。
厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍
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很高的总去除率
二氧化碳产生量比传统硝化/反硝化工艺减 少90%
减少50%的空间需求 动力消耗比传统硝化/反硝化工艺减少60% 不消耗甲醇
的完全自养脱氮这几个新工艺的研究目前 主要还处于实验室研究阶段。
由自养硝化菌作为生物催化剂所发生的氧 化—还原除氮,为氧控自养硝化反硝化的简 称,该工艺分为两个部分进行:第一步是 将废水中的一半氨氮氧化为亚硝酸盐;第 二步是亚硝酸盐与剩余另一半氨氮发生厌 氧氨氧化反应从而达到脱氮的目的。
实现两阶段限氧自养硝化反硝化工艺的关键在
粒污泥、厌氧硝化污泥、厌氧颗粒污泥和
好氧污泥的混合污泥等。试验用水主要为
人工配水、垃圾渗滤混合液、生活污水及 焦化废水等。
林琳等研究了亚硝态氮、硝态氮、羟氨对
厌氧氨氧化的影响,得出氨和硝态氮,转 化比例为1.085氨和亚硝态氮的转化比例为 0.897在培养液中加人羟氨加速了厌氧氨氧 化反应的进行。杨洋等15研究了温度、pH
于亚硝化阶段严格控制废水溶解氧水平,将近 50的氨氮转化为亚硝酸盐,从而实现硝化阶段 稳定的出水比例NH4/N02-1.2±0.2,为厌氧氨
氧化阶段提供理想进水,提高整个工艺的脱氮 效率。和传统生物脱氮工艺相比,Oland工艺 有如下特点(1)理论上只需将一半的氨氮氧 化(2)不需外加有机碳源(3)污泥量产生少。
值和有机物对厌氧氨氧化污泥活性的影响 研究表明最佳温度为3035℃。温度和氨氧 化速率的关系可用修正的Arrhenius描述。 最佳pH值为7.09.0pH值和氨氧化速率的关系 可用双底物双抑制。
ANAMMOX(厌氧氨氧化)的工艺发展及工程应用!
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ANAMMOX(厌氧氨氧化)的工艺发展及工程应用!厌氧氨氧化(ANAMMOX) 工艺,最初由荷兰Delft工业大学于20 世纪末开始研究,并于本世纪初成功开发应用的一种新型废水生物脱氮工艺。
它以20 世纪90 年代发现的ANAMMOX 反应为基础,该反应在厌氧条件下以氨为电子供体,亚硝酸盐为电子受体反应生成氮气,在理念和技术上大大突破了传统的生物脱氮工艺。
ANAMMOX 工艺具有脱氮效率高、运行费用低、占地空间小等优点,在污水处理中发展潜力巨大。
目前该工艺在处理市政污泥液领域已日趋成熟,位于荷兰鹿特丹Dokhaven 污水厂的世界上首个生产性规模的ANAMMOX 装置容积氮去除速率(NRR) 更是高达9.5 kg N/(m3·d)。
此外,ANAMMOX 工艺在发酵工业废水、垃圾渗滤液、养殖废水等高氨氮废水处理领域的推广也逐步开展,在世界各地的工程化应用也呈星火燎原之势。
1、ANAMMOX 工艺及其衍生工艺经过20多年的研究和发展,基于ANAMMOX 反应开发出来的较成熟的工艺有SHARON -ANAMMOX 工艺、全程自养脱氮(CANON) 工艺、限氧自养硝化反硝化(OLAND) 工艺、反硝化氨氧化(DEAMOX) 工艺、好氧反氨化(DEMON) 工艺。
近年来,研究人员仍在不断探索其他形式的ANAMMOX 衍生工艺,譬如同步短程硝化、厌氧氨氧化、反硝化耦合(SNAD) 工艺、单级厌氧氨氧化短程硝化脱氮(Single-stage nitrogen removal using ANAMMOX)目前,存在两种方法为ANAMMOX 提供电子受体亚硝酸盐,一种是在一个独立的曝气反应器中产生而随后进入ANAMMOX 反应器,另一种是在一个无O2 或者微O2 的ANAMMOX反应器中产生并立即参与ANAMMOX 反应。
据此,可将ANAMMOX 工艺相应分为分体式(两级系统) 和一体式(单级系统) 两种,一体式包括CANON、OLAND、DEAMOX、DEMON、SNAP 、SNAD 等工艺,分体式主要是SHARON-ANAMMOX 工艺。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展随着城市化和工业化进程的加快,废水排放量越来越大,而传统的污水处理工艺对高浓度、高难度废水的处理效果不佳。
因此,厌氧氨氧化污水处理工艺应运而生。
本文将从基本原理、关键环节、优劣势和实际应用等方面介绍厌氧氨氧化污水处理工艺并分析其研究进展。
1. 厌氧氨氧化污水处理工艺的基本原理和关键环节厌氧氨氧化污水处理工艺是一种新型的污水处理方法,其原理是通过厌氧条件下的硝化过程和厌氧条件下的硝化反应实现废水的脱氮脱磷。
该工艺的主要反应为:1. 厌氧氨氧化反应:NH4++2HCO3-+1.5O2+0.05H2O→1.07NO2-+1.22H2O+2CO2+2H+;可以看出,厌氧氨氧化污水处理工艺需要两个关键环节,即厌氧氨氧化反应和厌氧硝化反应。
在厌氧氨氧化过程中,氧被用来氧化有机质,而同时氨氮被氧化成亚硝酸,然后在厌氧条件下通过厌氧硝化反应进一步转化为氮。
这种脱氮方式不需要从废水中删除过多的电子,因此,在大量有机污染物和高量氨氮的条件下,厌氧氨氧化污水处理工艺能够得到更优秀的效果。
2.1 优势(1)良好的脱氮效果。
厌氧氨氧化污水处理工艺不仅可以降低废水中氨氮的浓度,还可以将氨氮完全转化为氮气。
同时,在厌氧条件下,硫化氢还被氧化成元素硫或硫酸根。
(2)化学药品的消耗少。
相比传统的生物降解法,厌氧氨氧化污水处理工艺在废水去除过程中不需要消耗大量的化学药品。
(3)占地面积小。
传统的生物降解法需要大面积地占地,而厌氧氨氧化工艺可以通过压缩比例达到减小面积的效果,因此更加适合城市化地区的污水处理。
(1)厌氧氨氧化污水处理工艺对COD(化学需氧量)的去除效果较弱,因此需要ERP (生物处理方法)来降低COD的浓度。
(2)该工艺不适用于氨氮浓度低的污水,适用范围有一定限制。
随着科技的不断发展和创新,厌氧氨氧化污水处理工艺取得了许多实际应用研究成果。
目前的研究进展主要体现在以下几个方面:3.1 工艺参数研究近年来,越来越多的研究人员致力于研究厌氧氨氧化污水处理工艺优化的关键参数,例如,适宜的氧化还原电位范围、COD负荷率、温度和反应时间等。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展厌氧氨氧化(ANA)污水处理工艺是一种近年来备受关注的新型生物处理技术,它能够高效稳定地去除氨氮和有机物质,同时产生少量的污泥。
ANA工艺适用于高氨氮废水的处理,如畜禽养殖废水、污水厂尾水等。
本文将对厌氧氨氧化污水处理工艺的原理、优势及其在实际应用中的研究进展进行综述。
厌氧氨氧化是一种厌氧微生物处理技术,其核心反应是厌氧氨氧化细菌(ANAOB)将氨氮氧化为亚硝酸盐。
这一反应利用了ANAOB与厌氧硝化细菌(ANAMMOX)的协同作用完成,其中ANAOB在氧化过程中产生的亚硝酸盐可被ANAMMOX菌利用产生氮气,从而将氨氮去除。
与传统的好氧氨氧化-硝化反硝化工艺相比,ANA工艺的优势主要表现在以下几个方面:1. 节约能源与减少污泥产生:厌氧氨氧化过程无需供氧,因此能够节约大量的能源。
而且ANA工艺产生的污泥量只有传统工艺的十分之一左右,有助于减少后续的污泥处理成本。
2. 适用性广泛:ANA工艺对氨氮浓度的要求较低,适用于高氨氮废水的处理。
对于一些容易降解的有机物质,ANA工艺也具有一定的降解能力。
3. 反应器体积小:由于ANA工艺无需提供氧气,因此反应器体积相对较小,有利于降低设备占地面积。
在实际应用方面,厌氧氨氧化污水处理工艺已经取得了一些重要的研究进展。
对于ANAOB的筛选与富集方法进行了深入的研究。
通过不断优化培养基配方、调节环境条件等手段,已经成功地从自然环境中分离出了多种高效的ANAOB。
对ANA工艺中关键环节的优化也得到了大量的研究。
针对ANAOB和ANAMMOX菌种的共培养方法、反应器操作参数的调节等,研究人员不断探索优化ANA工艺效果的可能途径。
一些工程应用示范项目也开始建设,借助厌氧氨氧化工艺对实际废水进行处理和改造。
这些示范项目的建设和运行将为厌氧氨氧化污水处理工艺的推广应用提供有力支撑。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展【摘要】厌氧氨氧化是一种新型的污水处理工艺,通过在缺氧条件下利用厌氧细菌对氨氮进行氧化,实现污水的去除和净化。
本文首先介绍了厌氧氨氧化的基本原理和工艺流程,然后探讨了其在污水处理中的应用以及工艺的优势和存在的问题。
结论部分分析了厌氧氨氧化工艺的发展前景,强调了其在污水处理中的重要性,并提出了解决存在问题的解决方案。
通过对厌氧氨氧化工艺的研究和应用进展进行梳理,有助于进一步推动该技术在实际工程中的应用,提高污水处理效率,保护环境。
【关键词】关键词: 厌氧氨氧化、污水处理、工艺流程、应用研究、优势、问题、发展前景、重要性、解决方案。
1. 引言1.1 厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展厌氧氨氧化是一种重要的污水处理工艺,通过将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐,实现有机物的去除和氮的同时去除。
这种工艺在污水处理中得到越来越广泛的应用,取得了显著的效果,成为研究的热点之一。
厌氧氨氧化的基本原理是通过在无氧环境下利用厌氧氨氧化菌将氨氮氧化为亚硝酸盐,然后再进一步氧化为硝酸盐。
这种氨氮去除的方式能够有效降低污水中的氨氮浓度,减少对水体的污染。
厌氧氨氧化的工艺流程主要包括预处理、厌氧处理、好氧处理和沉淀处理等步骤。
厌氧处理是关键步骤,通过优化反应条件和控制微生物群落的结构,可以提高氨氮的氧化效率。
厌氧氨氧化在污水处理中的应用已经取得了一定的成绩,能够有效地去除污水中的氨氮和有机物。
与传统的好氧处理相比,厌氧氨氧化工艺具有更低的氧耗、更少的污泥产生等优势。
厌氧氨氧化工艺仍然存在一些问题,如反应速率慢、对环境条件敏感等。
需要进一步研究优化工艺条件,提高厌氧氨氧化的稳定性和效率。
厌氧氨氧化工艺在污水处理中具有重要的应用价值,未来的发展前景十分广阔。
通过解决存在问题,不断优化工艺,厌氧氨氧化将为环境保护和水污染治理做出更大的贡献。
2. 正文2.1 厌氧氨氧化的基本原理厌氧氨氧化是一种新型的生物处理技术,通过利用厌氧微生物在无氧条件下氧化氨氮,从而将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
厌氧氨氧化工艺的应用进展
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厌氧氨氧化工艺的应用进展厌氧氨氧化工艺的应用进展近年来,随着环境污染日益严重,以及对资源的日益短缺,厌氧氨氧化工艺作为一种新型的废水处理技术,受到了广泛关注和研究。
该工艺主要利用厌氧氨氧化菌群将氨氮直接转化为氮氧化物,通过反应器内的生物过程来实现废水中氮元素的去除。
本文将从厌氧氨氧化工艺原理、工艺优势,以及应用领域三个方面进行详细阐述,并对其未来发展进行展望。
一、厌氧氨氧化工艺原理厌氧氨氧化工艺是近年来新兴的一种废水处理技术,其原理主要是通过厌氧条件下的氨氧化菌,将废水中的氨氮直接氧化为亚硝酸盐和氧化亚氮,从而实现氮元素的去除。
主要反应方程如下:NH4+ + NO2- → N2 + 2H2O从反应方程可以看出,该过程不仅能够消耗废水中的氨氮,还能将其转化为氮气,实现氮的彻底去除。
厌氧氨氧化过程中主要参与的微生物是厌氧氨氧化菌,这些菌种具有独特的代谢特征。
在厌氧情况下,菌体内的细胞色素c还原酶被激活,将氨和亚硝酸盐通过代谢途径生成氮气。
二、厌氧氨氧化工艺优势厌氧氨氧化工艺相比传统的好氧氨氧化工艺具有许多优势。
首先,厌氧氨氧化工艺对氧气的需求较低,只需要供应极少量的氧气即可维持微生物的正常代谢,从而减少了能源的消耗。
这对于减少运行成本,提高处理效率具有重要意义。
其次,厌氧氨氧化工艺能够有效去除废水中的氮元素,特别是对高浓度氨氮废水的处理效果更好。
该工艺适用于多种废水领域,如农业养殖废水、化工废水等。
再次,厌氧氨氧化工艺还具有一定的抗负荷冲击能力。
由于微生物种群的多样性和菌种间的相互作用,厌氧氨氧化工艺在面对突发氨氮浓度大幅度增加的情况下,能够更好地适应并维持较高的废水处理效果。
三、厌氧氨氧化工艺的应用领域厌氧氨氧化工艺广泛应用于废水处理领域,特别是对含氨废水的处理具有重要意义。
1. 农业养殖废水处理农业养殖过程中,废水中常含有大量氨氮,传统的处理工艺无法实现彻底去除。
而厌氧氨氧化工艺能够将氨氮转化为氮气,从而达到彻底去除的效果。
厌氧氨氧化工艺启动和运行特性及其受抑机理研究
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厌氧氨氧化工艺启动和运行特性及其受抑机理研究厌氧氨氧化(ANaerobic AMMonium Oxidation,ANAMMOX)是一种新型的高效生物脱氮工艺,其脱氮效率优于传统生物脱氮技术,具有较好的工业化应用前景。
但是厌氧氨氧化菌倍增时间长,对反应器运行条件较为敏感,从而一定程度上限制了ANAMMOX工艺的稳定性和实际应用潜力。
因此进一步了解ANAMMOX工艺的运行特性及其对环境条件变化的响应,有助于推动ANAMMOX的理论发展和工业应用。
有鉴于此,本论文以闲置两年的厌氧氨氧化污泥为研究对象,采用UASB反应器研究ANAMMOX工艺的启动过程和运行特性。
在此基础上,从微生物群落结构、关键中间代谢产物、胞外多聚物(EPS)等多维水平解析ANAMMOX系统对反应器控制条件变化的响应及其受抑机理。
主要研究结果如下:(1)将常温下闲置两年的厌氧氨氧化污泥接种至UASB反应器,以人工配水为原水,通过逐步提高水力压力,在运行68天后成功地实现了ANAMMOX 工艺的启动。
反应器运行稳定,在水力停留时间(HRT)为4h,进水总氮负荷为1.2kg N·m-3·d-1的条件下,氨氮、亚硝酸盐氮和总氮的去除负荷分别达到了0.52kg N·m-3·d-1、0.59kg N·m-3·d-1和1.01kg N·m-3·d-1。
稳定运行的ANAMMOX 反应器内的氨氮、亚硝酸盐氮消耗量与硝酸盐氮生成量之比约为1:1.08:0.26。
污泥表观特性可以直观地描述厌氧氨氧化菌群的快速富集过程。
随着水力压力的增加,颗粒污泥颜色逐渐由黑色变为红棕色。
反应器启动成功后的厌氧氨氧化污泥平均粒径为3-4mm,沉降速度在20-78m·h-1之间,具备较好的污泥沉降性能。
酶学分析结果表明,厌氧氨氧化比活性、联氨氧化酶比活性与氨氮去除负荷之间呈现显著的正相关关系,两者能够较好地表征ANAMMOX的启动过程。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展厌氧氨氧化(Anammox)是一种新型的生物处理技术,主要应用于污水处理过程中的氮去除。
与传统的硝化/脱硝(nitrification/denitrification)工艺相比,厌氧氨氧化工艺具有许多优势,如高效能、低能耗、无需外加供碳源等。
它在污水处理领域引起了广泛的关注和研究。
厌氧氨氧化主要通过厌氧氨氧化细菌(Anammox bacteria)完成,这些细菌能够将氨氮和亚硝酸氮直接转化为氮气,并释放出足够的能量维持其代谢过程。
厌氧氨氧化工艺一般包括预处理、反应器和后处理等步骤。
预处理主要针对初步处理过程中的有机物进行去除,以提供良好的环境条件供厌氧氨氧化细菌生长。
反应器是厌氧氨氧化的核心部分,细菌在这里完成氨氮和亚硝酸氮的转化过程。
后处理主要用于除去反应器中产生的副产物,如亚硝酸盐和硫化物等。
近年来,厌氧氨氧化工艺在实际应用中取得了一些重要的研究进展。
在废水处理领域,厌氧氨氧化工艺已经成功应用于城市污水处理厂、工业废水处理和农业废水处理等方面。
一些研究表明,厌氧氨氧化工艺在氮去除效率和能源消耗方面均优于传统的硝化/脱硝工艺。
在新能源领域,厌氧氨氧化工艺可以利用产生的氮气来产生电能。
一些研究者正在探索利用厌氧氨氧化工艺来提供一种新的生物能源解决方案。
在资源回收方面,厌氧氨氧化工艺可以将废水中的氮转化为氮素肥料,用于农业生产等用途。
尽管厌氧氨氧化工艺具有诸多优势和潜在的应用价值,但在实际应用中还存在一些挑战和限制。
厌氧氨氧化细菌对环境条件有一定的要求,如适宜的温度、pH值和氧气浓度等,这对工艺的操作和控制提出了一定的要求。
厌氧氨氧化细菌的生长速率相对较慢,这限制了工艺的处理能力。
厌氧氨氧化工艺对有机物的耐受性相对较差,废水中的有机物负荷过高会抑制细菌的活性和氮去除效果。
厌氧氨氧化工艺研究新进展
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( 亚 硝酸盐 氮是厌 氧氨氧 化的关键 性 电子 受体, 阶段 只需将 2 ) 硝化 N 4 H+ 氧化为 N : O一 , 这样可减少 6 . 2 %的耗氧量, 5 供氧能耗大幅下降 。 ( 厌 氧氨氧化 的产酸量 大为降低 , 量更降 至零 , 3 1 产碱 能够节 约大量 的中和试剂 。 f 厌 氧氨氧 化工艺 的污泥 产量少, 为传统 生物脱氮 工艺污 泥产 4 ) 仅 量的 8 %左 右, 形中减少 了污泥后续处理和处置 的费用及环境压力 。 无 2厌 氧氨氧化工艺的应用研究 . 开发任 何一种 工艺 或技术 的最终 目的, 是要运用 其来解 决实 必定 际 问 题,n m o 也 不 例 外 。 厌 氧 氨 氧 化 的 反 应 基 质 为 N 2 N和 Aa mx O- - N l一 实际废水 中几乎不含 NO 一 所 以需要 通过一定 的工 艺条件转 i2 N,  ̄ N, 化而来 。 目前, 厌氧氨氧化的应用主要有两种途径: 种为亚硝化 和厌氧氨氧化 在不同的反应器 中分别进行, H — 即S A R N fn l r c ro h h m o i m vl vri t 一 n m o  ̄合 O i e e t r i m n mr oa oen re A a m x s g a of g a u e t ) i 工艺: 一种 则 是 这 两个 反应 在 同 一反 应 器 中完 成, C NO (o — 另 即 A N cm
染。
技术特点所决定的 , 原因在于:
①在厌氧氨 氧化过程 中, 由于厌 氧氨 氧化菌是 自养菌, 碳酸盐, 氧 二 化 碳是其 生长所需 的无机碳源所 以氨氮的氧化无需 分子氧参与, 同时 亚硝态 氮的还原 也无需 有机碳源, 大大降低 污水好氧生 物脱氮 的 这将 运 行费用; ②A a m x nm o 微生物 的增长率 ( 增时间为 l d与产 率f 1 g S l 倍 ) 1 0 [ S g . V / 1 H1 ) 常低 的, 污泥产量 低, 是非 故 然而氮 的转化率却 为0 5m []m . g / g 2 N氧氨氧化 的 N 4 N ( H + O 理想量 比为 1 1 2 与 :. ; 3 ④在 A a m x S A O 组合工艺 中, nm o+i R N l 在不投加 任何化学药品的条 件 下, 既能降低 污水处理 厂的运行 费用 , 又能够实现氮的高效去除。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用探究进展摘要:随着工业化和城市化的快速进步,污水处理成为了当今社会面临的重要环境问题之一。
厌氧氨氧化污水处理工艺作为一种新兴的生物处理技术,因其高效、节能等特点备受关注。
本文对厌氧氨氧化污水处理工艺的原理、应用现状及其实际应用探究进展进行了详尽介绍。
一、引言随着人口的增加和社会经济的进步,城市污水处理成为一个重大挑战。
传统的污水处理工艺存在一系列问题,如能耗高、处理效果不佳等。
因此,研发高效、能耗低的新型污水处理工艺成为迫切需要解决的问题之一。
二、厌氧氨氧化污水处理工艺的原理厌氧氨氧化是一种新兴的污水处理技术,利用厌氧氨氧化细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐,达到去除有机氮的目标。
该工艺具有无需氧气供应、能耗低等优点,逐渐被应用于实际污水处理中。
三、厌氧氨氧化污水处理工艺的应用现状目前,国内外已有一些探究机构和企业开始尝试使用厌氧氨氧化污水处理工艺。
这些应用主要集中在工业废水和城市污水处理领域。
同时,一些国家已经建立了相应的规范和标准,以指导厌氧氨氧化污水处理工艺的应用。
四、厌氧氨氧化污水处理工艺的实际应用探究进展在实际应用中,厌氧氨氧化污水处理工艺还存在一些问题和挑战,如菌群稳定性、工艺控制难度等。
因此,探究者们对其进行了一系列的改进和优化探究。
其中,调控COD/N比、厌氧污泥颗粒化等是目前探究的热点方向。
通过这些探究,厌氧氨氧化污水处理工艺的应用效果得到了极大的提升。
五、结论通过对厌氧氨氧化污水处理工艺的探究,我们可以看到该工艺在污水处理领域具有巨大的潜力。
然而,由于工艺本身的特点,其在实际应用中仍面临一些挑战。
因此,需要进一步深度探究和探究,以提高厌氧氨氧化污水处理工艺的应用效果,为污水处理行业的可持续进步做出贡献。
六、六、厌氧氨氧化污水处理工艺的挑战与改进虽然厌氧氨氧化污水处理工艺具有许多优点,如无需氧气供应和能耗低等,但在实际应用中也面临一些挑战和问题。
这些挑战包括菌群稳定性、工艺控制难度等。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展一、厌氧氨氧化污水处理工艺原理厌氧氨氧化污水处理工艺是指在缺氧或无氧条件下,利用厌氧微生物菌群将氨氮氧化为亚硝酸盐或氮氧化物。
该工艺主要包括反硝化、叠氮和厌氧氨氧化过程。
反硝化是指厌氧的亚硝酸盐转化为氮气的过程,而叠氮是指厌氧的硝酸盐转化为氮气的过程。
厌氧氨氧化过程则是指在厌氧条件下,氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐的过程。
整个工艺过程中,厌氧氨氧化是其中的关键环节,对于氨氮的高效去除起着至关重要的作用。
二、厌氧氨氧化污水处理工艺的优势相比传统的氨氮处理技术,厌氧氨氧化污水处理工艺具有许多优势。
该工艺能够在较低的氧化还原电位条件下高效去除氨氮,降低了能耗和操作成本。
厌氧氨氧化过程中产生的氮气对大气层中的温室气体具有减排作用,有利于减缓气候变化。
厌氧氨氧化也能够降低曝气系统的运行负荷,减少了气泡和杂质对微生物的冲击,降低了设备的维护成本。
厌氧氨氧化污水处理工艺在氨氮高效处理方面具有巨大的潜力。
三、厌氧氨氧化污水处理工艺的实际应用研究进展1. 工艺优化近年来,研究人员对厌氧氨氧化污水处理工艺进行了不断的优化。
借助生物膜反应器和生物滤池等新型反应器,提高了厌氧氨氧化反应区的生物量和活性,从而增加了氨氮的去除效率。
采用优化的投药方案和运行参数,如调节C/N比和pH值,也能够有效提高厌氧氨氧化工艺的效果。
这些优化措施不仅提高了工艺的氨氮去除率,还降低了操作成本和设备能耗。
2. 技术集成除了工艺本身的优化外,研究人员还将厌氧氨氧化工艺与其他污水处理技术进行了有效的集成。
将厌氧氨氧化工艺与传统的好氧生物处理工艺相结合,可以实现对污水中氨氮的高效去除和有机物的降解,从而达到全面的污水处理效果。
利用膜分离技术将厌氧氨氧化工艺与膜生物反应器相结合,还可以实现对污泥的高效分离和回收,减少了污泥的处理和处置成本,提高了资源利用效率。
3. 应用拓展除了在城市污水处理厂中的广泛应用外,厌氧氨氧化工艺在工业废水处理和农村污水处理领域也有着广阔的应用前景。
论厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用的研究进展
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论厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用的研究进展作者:韩永强来源:《科学与财富》2017年第26期摘要:厌氧氨氧化反应在污水处理工程中备受关注和推广,以其节约能耗、污泥产生量小的特点得到了巨大的发展空间。
本文对厌氧氨氧化污水处理工艺进行了简要的综述,包括亚硝化-厌氧氨氧化工艺、全自养脱氨工艺和限氧自养硝化-反硝化工艺,并在污泥液废水、垃圾渗滤液和畜禽养殖废水方面简述了厌氧氨氧化工艺的应用进展关键词:厌氧氨氧化反应;污水处理工艺;亚硝化-厌氧氨氧化工艺引言:厌氧氨氧化反应(Anammox)是指厌氧氨氧化生物在厌氧或者缺氧条件下,以NO3-N作为电子受体,NH3-N作为电子供体,转化生成N2的生物过程。
该反应是新型的自养生物脱氮反应,不需要添加有机碳源,污泥产量小,对于含高氨氮和低碳源的废水处理具有十分重要的潜在利用价值。
近年来,厌氧氨氧化污水处理工艺渐渐成熟,并在各种类型的污水处理中得到了实际应用。
1. 厌氧氨氧化污水处理工艺的研究1.1亚硝化-厌氧氨氧化工艺亚硝化-厌氧氨氧化工艺(Sharon-Anammox)是目前污水处理常用的一种厌氧氨氧化工艺,处理过程分为两个阶段,并且在两个不同容器中进行。
第一阶段是亚硝化,将污水中一半以上的氨元素和氮元素经过亚硝化成为亚硝态氨,第二阶段是厌氧氨氧化,将亚硝态氨脱氮转化为氨气。
该工艺的优点是生成的亚硝态氨是碱性物质,能够与厌氧水中的重碳酸盐进行酸碱中和,有助于水体的平衡。
另外,亚硝化和厌氧氨氧化两个阶段在不同容器中进行,反应容器的不同环境给功能菌提供了更为良好的生长环境,减少了厌氧氨氧化菌被外来物质抑制的可能性。
亚硝化厌氧氨氧化工艺的操作过程简单,对pH值的要求不严格,进行污水处理时降低了一氧化氮和一氧化二氮等温室气体的排放,减少了环境污染问题[1]。
1.2全自养脱氨工艺全自养脱氨工艺(CANON)对污水进行处理时,主要是以控制溶解氧的方法来进行亚硝化和厌氧氨氧化反应的,在整个处理过程中,由自养菌完成氨氮转化为氮气的过程。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展随着城市化进程的加快和人口数量的不断增加,污水处理成为了一个亟待解决的问题。
对于厌氧氨氧化污水处理工艺的研究和应用,近年来也得到了越来越多的关注。
本文将介绍厌氧氨氧化污水处理工艺的基本原理、实际应用情况以及研究进展。
一、厌氧氨氧化污水处理工艺的基本原理厌氧氨氧化是一种利用厌氧微生物氧化氨氮的生物处理技术。
厌氧微生物是一种能在无氧或微氧条件下生长和代谢的微生物。
在厌氧条件下,厌氧微生物利用氨氮和有机物将来自污水中的氨氮氧化成亚硝酸盐,然后再通过硝化细菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。
硝酸盐能够提供充足的氧气来源,从而满足厌氧微生物的生长和代谢需求。
厌氧氨氧化污水处理工艺通过厌氧微生物和硝化细菌的两步反应,能够有效地去除污水中的氨氮,并且不产生过多的污泥,对于高浓度氨氮废水的处理效果尤为明显。
目前,厌氧氨氧化污水处理工艺已经在很多城市的污水处理厂得到了实际应用,并取得了良好的效果。
以中国为例,北京市密云区自来水有限公司的密云水厂采用了厌氧氨氧化工艺对城市生活污水进行处理,达到了一级A标准的排放标准。
厌氧氨氧化污水处理工艺还被广泛应用于一些工业废水的处理,如化工厂、制药厂等生产过程中产生的高浓度氨氮废水处理。
实际应用结果表明,厌氧氨氧化污水处理工艺具有良好的适用性和经济性,能够满足不同领域的废水处理需求。
近年来,关于厌氧氨氧化污水处理工艺的研究也取得了不少进展。
主要体现在以下几个方面:1. 工艺优化:针对厌氧氨氧化工艺存在的微生物生长速度慢、氨氮去除率低等问题,研究者通过不断改进和优化工艺条件和操作参数,如温度、pH值、进水C/N比等,提高了工艺的处理效果。
2. 新型生物填料的研发:生物填料是影响厌氧氨氧化工艺效果的关键因素之一。
研究者通过研发新型生物填料,如载体表面改性、处理方法优化等手段,提高填料表面积和生物活性,从而增强了厌氧氨氧化过程中的氨氮去除效果。
3. 生物技术的结合应用:生物技术的不断发展也为厌氧氨氧化污水处理工艺带来了新的可能。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展马志洋(江苏金陵环境有限公司,江苏 南京 210001)摘 要:厌氧氨氧化的反应是在厌氧或者缺氧条件下使用NO 2作为电子受体来进行反应的一个污水处理反应,实际使用这一工艺进行污水处理的过程中发生的反硝化反应是其他工艺中所没有的,且实际反应过程中不存在其他的有机碳源,因而不会有比较复杂的中间反应,也不会产生过度的污染。
相比较常规的反硝化硝化工艺来说厌氧氨氮化的反应过程有着更少的反应污泥,能够排除的废水具有更高的氨氮含量,与此同时可以有效的处理低碳源的方法,有着较大的应用价值。
关键词:厌氧氨淡化;污水处理;环保工艺中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2019)09-0122-2收稿日期:2019-09作者简介:马志洋,江苏金陵环境有限公司。
近年来,厌氧氧化铵作为污水处理的主要技术,已成功应用于各种污水处理,取得了显著的经济效益和环境效益。
文章综述了硝化-氨氧化法(Sharon-Anammox 法)和完全自养反硝化(CANON 法)在氨氧化反应中的应用进展,进而针对性的介绍了一些相关的产业中相关方法的应用,例如厌氧硝化池,垃圾渗滤液等在处理的过程中使用这一工艺的方法,希望可以给有关从业人员以启发[1]。
1 常见处理工艺厌氧氨氧化废水处理工艺在实际应用的过程中存在了一定的使用问题,但是如果能够根据环境情况针对性的采取措施进行解决则可以让其有效的发挥作用。
首先需要对其控制参数进行了解,这是后续进行工艺规模化应用的基础所在,随后要做的是快速培养细菌菌落,其中主要是厌氧氨氮相关细菌,然后采取措施对其活性进行控制或者抑制,确保其适用性,这也解决了现在大规模厌氧氨氮菌的具体应用以及光谱使用的关键性问题,这一问题的解决有效的改善了相关应用的现状。
Sharon-Anammox 工艺是最广泛使用的Anammox 工艺[2]。
它分为两个步骤。
第一步是SHARON 切片,50%~60%氨氮被氧化成亚硝酸盐氮,第二步是Anammox 切片。
厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展
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厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展厌氧氨氧化污水处理工艺是一种新兴的废水处理技术,可以有效地去除含氮物质,并能够将氨氮转化为亚硝酸盐,进而实现氨氧化作用。
这种处理技术主要基于好氧氨氧化污水处理工艺的基础上进行改进,具有较多的优点,例如占地面积小、硝化效率高、产生的污泥量少等。
近年来,厌氧氨氧化污水处理工艺在废水处理行业得到了广泛的应用,并取得了显著的效果。
在厌氧氨氧化污水处理工艺中,厌氧氨氧化的微生物反应器是关键设备。
一般采用的微生物反应器有:厌氧生物滤池、厌氧生物颗粒污泥反应器和厌氧氨氧化膜反应器。
这些反应器具有较大的比表面积和良好的传质性能,能够提供适宜的环境条件,促进厌氧氨氧化反应的进行。
通过调节反应器中的温度、pH值和氧气浓度等因子,可以进一步优化反应条件,提高明胶制备厌氧氨氧化工艺的处理效果。
当前,厌氧氨氧化污水处理工艺已在实际应用中取得了一些重要的研究进展。
研究人员发现,在不同的厌氧氨氧化反应器中,存在着不同种类和数量的微生物群落。
这些微生物有利于不同废水的处理,对厌氧氨氧化反应的稳定运行起到了重要作用。
研究人员利用分子生物学技术,对厌氧氨氧化微生物进行了进一步的鉴定和分离,并发现了一些新的微生物种群,这为深入了解和优化厌氧氨氧化工艺提供了新的思路和方法。
研究人员还通过改进和优化反应器的结构和工艺参数,提高了厌氧氨氧化工艺的处理效果和稳定性。
引入载体材料、调节曝气强度、提高温度等手段,使得厌氧氨氧化工艺在应对不同类型废水处理和提高氨氮去除效率方面具有更大的潜力。
厌氧氨氧化污水处理工艺是一种非常有前景的废水处理技术,已经得到了广泛的应用和研究。
未来,研究人员可以在继续深入了解厌氧氨氧化微生物群落的基础上,进一步改进和优化厌氧氨氧化工艺,提高其处理效果和稳定性,并拓宽其在不同领域的应用。
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浅谈厌氧氨氧化及其工艺的研究
摘要厌氧氨氧化工艺是生物脱氮领域里不断发展起来的新工艺。
由于厌氧氨氧化生物脱氨技术在经济方面的优势,成为近来研究的热点。
目前,我国对该技术的研究主要处于实验室小试阶段,缺少中试及以上规模厌氧氨氧化工程的实际应用。
综述列举了厌氧氨氧化工艺的应用及出现的一些问题,从而为该技术更深入的研究奠定了基础,同时对该技术的进一步发展提出了展望。
关键词厌氧氨氧化;SHARON/ANAMMOX;OLAND;前景
目前,随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高,含氮化合物的排放量急剧增加,引起了严重的水体环境污染和水质富营养化问题,许多湖泊水体已不能发挥其正常功能进而影响了工农业和渔业生产。
近年来,国内外学者一直在寻找一种低能耗、高效率的新型生物脱氮技术。
就目前情况而言,厌氧氨氧化由于是自养的微生物过程、不需要外加碳源以及反硝化、污泥产率低,成为国内外学者研究的热点问题。
1厌氧氨氧化原理
厌氧氨氧化反应是由奥地利理论化学家Engelbert Broda在1977年根据反应的自由能计算而提出的。
后来在荷兰Delft技术大学一个中试规模的反硝化流化床中发现了ANAMMOX工艺。
厌氧氨氧化是指在厌氧或缺氧条件下,微生物直接以NH4+作为电子供体,以NO3-或NO2-作为电子受体,将NH4+、NO3-或NO2-转变成N2的生物氧化过程。
反应方程式如下:
NH4++0.85O2→0.435N2+0.13N03-+1.3H2O+1.4H+ (1)
ANAMMOX工艺在发生反硝化反应时不需外加碳源。
因为反应所产生的吉布斯自由能能够维持自养细菌的生长,这一现象是摩德尔等对使用硫化物作电子供体的流化床反应器中自养菌反硝化运行工况进行仔细观测和研究发现的。
1)存在的问题。
厌氧氨氧化工艺启动缓慢,世界上第一座生产性装置的启动时间长达3.5年,过长的启动时间是其工程应用的重大障碍。
厌氧氨氧化菌为自养菌,以CO2为碳源,无需有机物,因此厌氧氨氧化工艺适于处理C/N值较低的含氮废水。
在大多数的实际废水中,有机物往往与氨氮共存,不利于厌氧氨氧化菌的生长。
厌氧氨氧化的基质为氨和亚硝酸盐,均具毒性,尤以亚硝酸盐毒性更大。
厌氧氨氧化工艺的运行稳定性是其工程应用必须解决的重大难题。
2)解决的方法。
研究证明,厌氧氨氧化工艺的启动过程依次呈现菌体自溶、活性迟滞、活性提高和活性稳定等4个阶段。
为此可采取如下控制对策:①在菌体自溶阶段,消除接种物中的残留有机物,控制反硝化所致的pH过高;②在活
性迟滞阶段,将进水基质浓度控制在较低水平,避免基质的毒害作用;③在活性稳定阶段,兼顾高效眭和稳定性,将容积负荷控制在最高容积潜能的70%左右,避免反应器负荷过载。
研究发现,投加少量(体积比为2%)实验室培育的高活性厌氧氨氧化污泥,可有效缩短中试厌氧氨氧化反应器的启动时间。
2厌氧氨氧化技术与传统生物脱氮技术的比较
与传统的硝化反硝化工艺或同时硝化反硝化工艺相比,氨的厌氧氧化具有不少突出的优点:①无需外加有机物作电子供体,既可节省费用,又可防止二次污染;②硝化反应每氧化lmol NH4+需耗氧2mol氧,而在厌氧氨氧化反应中,每氧化1mol NH4+只需0.75mol氧,耗氧下降了62.5%(不考虑细胞合成时),所以可使耗氧能耗大为降低;③传统的硝化反应氧化1mol NH4+可产生2H+,反硝化还原1molNH3-将产生1mol OH-而氨厌氧氧化的生物产酸量大为下降,产碱量降至为零,可以节省可观的中和试剂。
3厌氧氨氧化工艺应用现状
目前对厌氧氨氧化开展的研究较多集中于理论方面,实际用于工业规模的运行装置还不多见。
目前主要有荷兰Dem工业大学提出的SHARON/ANAMMOX 工艺及氧限制自养硝化反硝化OLAND工艺等。
1)SHARON/ANAMMOX工艺。
该工艺是荷兰Delft大学2001年开发的一种新型的脱氮工艺。
基本原理是在高温和极短的泥龄条件下将氨的氧化过程控制在亚硝化阶段,然后利用缺氧条件下将氨的氧化过程控制在亚硝化阶段,然后利用缺氧条件进行反硝化。
不需要污泥停留,只需要简单的连续流搅拌反应器。
无污泥停留,则水力停留时间(HRT)等于污泥停留时间(SRT),控制HRT就可以控制SRT,因此可以通过HRT达到冲洗硝化菌,积累氨氧化菌的作用。
SHARON工艺的生化反应方程式为:
NH4++HCO3-+0.75O2→0.5NH4++0.5NO2-+CO2+1.5H2O (2)
ANAMMOX反应方程式为:
NH4++NH2-→N2↑+2H2O(3)
2)OLAND工艺。
OLAND工艺是1998年由比利时根特大学微生物生态实验室开发研制的,是部分硝化与厌氧氨氧化相耦联的生物脱氮反应系统。
该工艺的关键是控制D0值,使消化过程仅进行NH4+到氧化NO2-为阶段,由于缺乏电子受体,由NH4+氧化产生NO2-与剩余的NH4+形成N2。
OLAND工艺化学反应方程式:
0.5NH4++0.75O2→0.5NO2-+0.5H2O+H+(4)
0.5NH4++0.5NO2-→0.5N2+H2O (5)
NH4++0.75O2→0.5N2+1.5H2O+H+(6)
该工艺氧耗量小,比传统的硝化/反硝化工艺节省供氧62.5%,不需外加碳源,对总氮的去除效率相当高。
但目前存在的问题是在混合菌群体连续运行难以对氧和污泥的pH值进行良好的控制OLAND工艺是在低氧浓度下实现亚硝酸盐积累,但是对悬浮系统低氧下活性污泥易解体和发生丝状膨胀,因此处理效果有待于进一步研究。
4发展前景
厌氧氨氧化工艺可实现对氨氮和亚硝态氮的同时去除,具有很高的工程应用价值。
在荷兰、丹麦、日本等国,该工艺已成功用于消化污泥压滤液、马铃薯加工废水以及渗滤液等废水的脱氮处理。
但是,厌氧氨氧化菌生长缓慢,细胞产率低,对环境条件敏感,导致厌氧氨氧化工艺的工程应用推进缓慢。
目前,厌氧氨氧化工艺在国外仅限处理污泥上清液,在国内尚处在试验阶段。
鉴于厌氧氨氧化工艺的优点,节约碳源,节约能源,尤其是与SHARON工艺的结合是实现自氧脱氮的有效途径,使高氨氮、高碳源废水处理更加有效,成本更低。
因此,这种新的工艺是今后的重点研究方向,但这方面在国内已经开始了研究工作,加强不同学科之间的交叉与合作,从工程应用、生态及微生物学等方面进行研究,使得对厌氧氨氧化的研究有所突破,使其研究和应用在废水处理领域中占有重要的地位。
参考文献
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