论厌氧氨氧化工艺的应用进展
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。
厌氧氨氧化在城市污水脱氮处理中的研究与应用进展
厌氧氨氧化在城市污水脱氮处理中的研究与应用进展厌氧氨氧化在城市污水脱氮处理中的研究与应用进展引言随着城市人口的快速增长和经济的飞速发展,城市污水处理成为解决环境问题的重要课题之一。
其中,脱氮处理是污水处理中的关键环节之一,对保护水环境质量至关重要。
传统的城市污水脱氮方法主要包括硝化/反硝化和菌群处理等。
然而,近年来,厌氧氨氧化技术逐渐受到关注,并在城市污水脱氮处理中得到了广泛应用。
本文将综述厌氧氨氧化在城市污水脱氮处理中的研究与应用进展。
一、厌氧氨氧化的基本原理厌氧氨氧化是一种新兴的脱氮技术,通过厌氧氨化和硝化反应来将氨氮转化为氮气,从而实现城市污水脱氮。
厌氧氨氧化反应在缺氧条件下进行,其主要原理如下:厌氧氨化过程中,氨氮通过氨化细菌作用被氧化成亚硝酸盐;而硝化反应中,亚硝酸盐通过硝化细菌作用被氧化成硝酸盐。
经过上述两个反应步骤,最终将氨氮转化为氮气,实现脱氮的目的。
二、厌氧氨氧化与传统脱氮技术的比较1. 能耗与投资成本厌氧氨氧化技术相比于传统的硝化/反硝化技术能够显著降低能耗和投资成本。
厌氧氨氧化过程中,由于无需供氧,能耗较低并且不需要大量投资于建设硝化池和反硝化池。
相比之下,传统的硝化/反硝化技术需要大量的能量来维持供氧和水力搅拌设备,造成较高的能耗和投资成本。
2. 系统稳定性厌氧氨氧化技术具有良好的系统稳定性。
由于厌氧氨氧化过程不需要供氧,减少了供氧设备操作和氧浓度调节对系统的影响。
因此,厌氧氨氧化技术对水力冲击、温度变化等较为鲁棒,有利于提高系统的稳定性。
3. 体积占地厌氧氨氧化技术相比于传统的硝化/反硝化技术体积占地更小。
由于不需要硝化池和反硝化池,厌氧氨氧化技术能够通过提高氨氮浓度的控制来减少处理设备的体积,节省了系统所需的占地面积。
三、厌氧氨氧化的应用进展厌氧氨氧化技术已经在城市污水脱氮处理中取得了一系列的研究和应用进展。
1. 系统的优化与改进针对厌氧氨氧化技术的系统进行优化和改进是提高脱氮效率和稳定性的关键。
厌氧氨氧化技术的研究进展
厌氧氨氧化技术的探究进展近年来,随着污水处理领域的不息进步,厌氧氨氧化技术作为一种新兴的氨氧化工艺,受到了广泛关注和探究。
它具有高效、节能、环保等优点,在提高污水处理效果、缩减污染物排放等方面具有广泛的应用前景。
本文将从原理和机制、应用案例、技术局限性等方面综述。
起首,我们了解一下厌氧氨氧化技术的原理和机制。
该技术是通过厌氧细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐,然后通过反硝化过程将亚硝酸盐还原成氮气。
厌氧氨氧化的关键步骤是氨氧化反应,氨氮被细菌所吸附后被生物氧化酶转化为亚硝酸。
厌氧氨氧化过程中产生的亚硝酸盐被厌氧性反硝化细菌进一步还原,最终生成氮气。
整个过程中,厌氧氨氧化细菌主要通过氨氧化反应产生能量,并维持其正常代谢过程。
其次,我们来探讨一下厌氧氨氧化技术的应用案例。
随着对氨氮的排放标准的不息提高,传统的生物处理工艺往往难以满足需求。
而厌氧氨氧化技术作为一种新型的处理工艺,逐渐被应用于污水处理厂。
例如,在某工业园区的污水处理厂中,引入了厌氧氨氧化技术,可以使氨氮降解率达到80%以上,明显优于传统的好氧处理过程。
另外,在农田浇灌水的氨氮处理中,也可以接受厌氧氨氧化技术,将废水中的氨氮转化为农作物可直接利用的氮源,实现废水资源化利用。
厌氧氨氧化技术在实际应用中表现出了良好的处理效果和应用前景。
然而,厌氧氨氧化技术依旧存在一些技术局限性。
起首,厌氧氨氧化过程中的微生物种类繁多,互相之间的协同作用复杂,精通其规律和机制较为困难。
其次,厌氧氨氧化需要细菌适应较为苛刻的环境条件,如温度、pH值等,这给工程应用带来了一定的挑战。
此外,厌氧氨氧化技术的运行成本较高,包括运行能耗、操作维护等,不利于推广应用。
因此,进一步深度探究和优化技术的同时,也需要解决技术局限性,降低操作成本,提高技术的可持续进步性。
总结起来,厌氧氨氧化技术在污水处理领域具有很大的应用潜力。
尽管在探究和应用中存在一些挑战和局限性,但通过科学探究和技术创新,信任可以进一步完善该技术,并将其推广应用于更多的污水处理工程中。
短程反硝化-厌氧氨氧化在废水中的应用进展
短程反硝化-厌氧氨氧化在废水中的应用进展短程反硝化-厌氧氨氧化在废水中的应用进展引言随着城市化进程的不断加速,工业与生活废水排放量剧增,污水处理成为了一项亟待解决的环境问题。
废水中的氨氮和硝酸盐氮是两种主要的污染物之一,它们对水体生态环境的破坏性极大。
传统处理方法中常采用硝化-反硝化工艺,但是该工艺存在能耗高、投资成本大和处理效果不佳等问题。
近年来,短程反硝化-厌氧氨氧化技术引起了人们的关注,它在废水处理中具有潜在的应用前景。
一、短程反硝化-厌氧氨氧化技术简介短程反硝化-厌氧氨氧化技术,是指将硝酸盐氮在缺氧条件下转化为氮气的过程。
它与传统的硝化-反硝化工艺相比,不需要外部供氧,能够节约能源消耗。
短程反硝化-厌氧氨氧化技术主要包括两个过程:即在厌氧条件下,利用硝酸盐氮作为电子受体,有机物作为电子供体进行反硝化反应;同时,在厌氧条件下,厌氧氨氧化细菌利用氨氮和硝酸盐氮合成亚硝酸盐氮,再由异化微生物进行反硝化反应。
该技术具有处理效果良好、运行稳定等优势。
二、短程反硝化-厌氧氨氧化技术的应用进展近年来,短程反硝化-厌氧氨氧化技术在废水处理领域得到了广泛的应用和研究。
下面将从工艺改进、微生物群落研究、应用案例等方面进行介绍。
1. 工艺改进为了提高短程反硝化-厌氧氨氧化技术的处理效果和稳定性,研究人员进行了一系列的改进工作。
例如,进一步优化了反应器的结构和操作条件,提高了反应器内微生物的活性和代谢效率。
同时,添加适量的辅助电子供体和电子受体,有助于调控反应过程,提高氮去除效率。
2. 微生物群落研究微生物在短程反硝化-厌氧氨氧化技术中发挥着重要的作用。
通过对微生物群落结构和功能的研究,可以深入了解厌氧氨氧化过程中的微生物代谢途径和相互关系,为工艺优化和稳定运行提供理论指导。
同时,通过基因测序技术和荧光原位杂交技术,可以鉴定和鉴定分离出新的厌氧氨氧化微生物。
3. 应用案例短程反硝化-厌氧氨氧化技术在实际废水处理中得到了广泛应用,并取得了显著的效果。
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。
厌氧氨氧化工艺的应用研究进展
工艺与设备2019·03168Chenmical Intermediate当代化工研究厌氧氨氧化工艺的应用研究进展*杨千会(宁波市李惠利中学 浙江 315000)摘要:厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺是废水生物脱氮中一种新的氮素转化途径。
它是指在厌氧条件下,通过特定的兼性和专性厌氧的自养微生物的作用,将NH 4+-N和NO 2--N反应转化为N 2的过程,该工艺具有工艺流程短、能源消耗低、无二次污染等特点。
本文阐述了厌氧氨氧化工艺的反应机理、厌氧氨氧化菌生长的影响因素及国内外应用研究现状,并结合其在实际工程中的应用,对厌氧氨氧化技术的发展前景进行了展望。
关键词:厌氧氨氧化;生物脱氮;工艺应用中图分类号:T 文献标识码:AResearch Progress in Application of Anaerobic Ammonia Oxidation ProcessYang Qianhui(Lihuili Middle School in Ningbo City, Zhejiang, 315000)Abstract :Anaerobic ammoxidation (ANAMMOX) process is a new way of nitrogen transformation in biological denitrification of wastewater.It refers to the process of converting NH 4+-N and NO 2--N into N 2 under anaerobic conditions through the action of specific facultative and specific anaerobic autotrophic microorganisms. The process has the characteristics of short process flow, low energy consumption, no secondary pollution, etc. In this paper, the reaction mechanism of the anaerobic ammonia oxidation process, the influencing factors of the growth of anaerobic ammonia oxidation bacteria and the application research status at home and abroad are described, and the development prospect of the anaerobic ammonia oxidation technology is prospected in combination with its application in practical projects.Key words :anaerobic ammonia oxidation ;biological denitrification ;process application随着中国经济的快速发展,水体污染程度加剧。
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
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
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。
《2024年城市污水生物脱氮技术变革_厌氧氨氧化的研究与实践新进展》范文
《城市污水生物脱氮技术变革_厌氧氨氧化的研究与实践新进展》篇一城市污水生物脱氮技术变革_厌氧氨氧化的研究与实践新进展城市污水生物脱氮技术变革:厌氧氨氧化的研究与实践新进展一、引言随着城市化进程的加速,城市污水问题日益突出,其中氮污染成为水环境治理的重要难题。
城市污水生物脱氮技术作为解决这一难题的关键手段,近年来得到了广泛关注。
其中,厌氧氨氧化技术以其独特的优势,在污水处理领域展现出巨大的应用潜力。
本文将就城市污水生物脱氮技术中的厌氧氨氧化技术进行研究与实践的新进展进行探讨。
二、城市污水生物脱氮技术概述城市污水生物脱氮技术主要利用微生物的作用,通过硝化与反硝化等过程,将污水中的氮元素从水中去除。
该技术具有处理效率高、运行成本低等优点,是当前污水处理领域的主要技术手段。
三、厌氧氨氧化技术原理及特点厌氧氨氧化技术是一种在厌氧条件下,利用厌氧氨氧化菌将氨氮直接氧化为氮气的生物脱氮技术。
该技术具有以下特点:一是无需外加有机碳源,以氨氮为电子供体,降低了处理成本;二是反应过程中不产生硝酸盐或亚硝酸盐等中间产物,减少了二次污染的风险;三是适应性强,可在高氨氮浓度、低溶解氧等条件下运行。
四、厌氧氨氧化技术研究进展近年来,随着对厌氧氨氧化技术的深入研究,该技术在反应器设计、菌种培养、工艺优化等方面取得了重要突破。
研究学者们通过改进反应器结构,提高了厌氧氨氧化反应的传质效率和处理能力;同时,通过筛选和培养高效的厌氧氨氧化菌种,进一步提高了反应的速率和效率。
此外,针对不同来源和特性的污水,研究学者们还探索出了多种组合工艺,如厌氧氨氧化与膜生物反应器结合、与活性污泥法联合等,提高了污水的处理效果。
五、厌氧氨氧化技术应用实践新进展目前,厌氧氨氧化技术已在国内外多个污水处理项目中得到应用。
实践表明,该技术在处理高氨氮浓度、低碳源的污水方面具有显著优势。
例如,某城市污水处理厂采用厌氧氨氧化技术后,出水氮含量显著降低,达到了国家排放标准;同时,该技术的运行成本相比传统生物脱氮技术降低了约XX%。
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及其实际应用研究进展随着工业化和城市化的发展,污水处理成为了各国环保工作的重要组成部分。
在污水处理工艺中,厌氧氨氧化工艺因其高效、节能等优势而备受关注。
本文将介绍厌氧氨氧化污水处理工艺的原理、特点以及实际应用研究进展。
一、厌氧氨氧化污水处理工艺原理及特点厌氧氨氧化是指在缺氧条件下,利用厌氧氨氧化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐。
这种氧化过程是在缺氧条件下进行的,因此需要将反硝化和厌氧氨氧化过程结合起来,才能有效地处理污水。
(1) 高效:厌氧氨氧化工艺适用于高浓度氨氮的废水处理,其氨氮去除效率高。
由于厌氧氨氧化工艺不需要额外供氧,因此能够节约能源。
(2) 可控制:通过控制污水中氧气的供应量,可以有效控制污水中的氨氮浓度,从而保持污水处理过程的稳定性。
(3) 适用范围广:厌氧氨氧化工艺可以适用于各种不同类型的污水,包括废水处理厂的进水、城市污水处理厂的进水等。
(4) 对污泥产生少:相比于传统的好氧氨氮处理工艺,厌氧氨氧化工艺产生的污泥更少,降低了后续处理成本。
1. 厌氧氨氧化工艺在污水处理厂的应用厌氧氨氧化工艺已经在一些污水处理厂中得到了应用。
以中国为例,北京、上海等地的一些污水处理厂采用了厌氧氨氧化工艺来处理污水。
通过实际应用,厌氧氨氧化工艺在提高氨氮去除效率的还能够节约运行成本,取得了良好的效果。
2. 厌氧氨氧化工艺的优化研究为了进一步提高厌氧氨氧化工艺的处理效率,一些研究机构进行了相关的优化研究。
有学者通过改善反硝化微生物的附着和生长环境,使其在厌氧条件下更加活跃,从而提高了厌氧氨氧化工艺的效果。
一些研究还着重研究了厌氧氨氧化反应器的结构设计和氨氮浓度控制策略等,以进一步优化厌氧氨氧化工艺。
除了单独应用厌氧氨氧化工艺外,还有研究人员探索了厌氧氨氧化工艺与其他工艺的结合应用。
有研究报道了将厌氧氨氧化和好氧硝化工艺结合,利用两种工艺互补的特点,提高了污水处理的效果。
厌氧氨氧化工艺的应用进展
厌氧氨氧化工艺的应用进展厌氧氨氧化工艺的应用进展厌氧氨氧化工艺是一种利用厌氧条件下的氨氧化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的生物处理技术。
近年来,随着环境问题的日益突出,厌氧氨氧化工艺得到了广泛的关注和应用。
本文将就厌氧氨氧化工艺的原理、应用领域和研究进展进行探讨。
厌氧氨氧化工艺的原理主要是利用厌氧条件下的氨氧化细菌,将污水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
与传统的好氧氨氧化工艺相比,厌氧氨氧化工艺具有能耗低、占地面积小、无需增加外部供氧等优点。
这意味着厌氧氨氧化工艺在处理高浓度氨氮废水时具有显著的优势。
厌氧氨氧化工艺的应用领域十分广泛。
首先,它可用于处理含氨氮废水,如养殖废水、化工废水等。
厌氧氨氧化工艺能够高效地将废水中的氨氮转化为无害的硝酸盐,从而达到废水处理的目的。
其次,厌氧氨氧化工艺也可用于生物氮去除过程中。
在一些有限的空间或条件限制下,厌氧氨氧化工艺能够更好地实现废水中的氮去除,提高生物处理效果。
此外,厌氧氨氧化工艺还可以用于一些氮肥生产过程中,充分利用氨氮资源,降低生产成本。
在厌氧氨氧化工艺的研究进展方面,近年来取得了许多重要的成果。
首先,研究人员对厌氧氨氧化细菌的种类和特性进行了深入研究。
在国内外众多研究中,发现了多种能够在厌氧条件下进行氨氧化的细菌,为工艺的优化和应用提供了理论基础。
其次,对厌氧氨氧化过程的机理进行了深入研究。
研究结果表明,厌氧氨氧化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐可通过厌氧氨化脱氨而得到氨氮,这为厌氧氨氧化工艺的进一步改进提供了新的思路。
再次,研究人员针对厌氧氨氧化工艺的运行参数进行了优化研究。
通过调节温度、HRT、DO、pH等参数,可以进一步提高厌氧氨氧化工艺的处理效果。
总之,厌氧氨氧化工艺作为一种新兴的生物处理技术,在废水处理、氮去除和肥料生产等方面具有广阔的应用前景。
虽然厌氧氨氧化工艺还存在一些技术难题和运行稳定性问题,但随着科学研究的不断深入和技术的不断完善,相信厌氧氨氧化工艺将在环境治理领域发挥更加重要的作用综上所述,厌氧氨氧化工艺在废水处理、氮去除和肥料生产等领域具有广阔的应用前景。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展
厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展【摘要】厌氧氨氧化是一种新兴的生物脱氮技术,在污水处理领域具有重要应用前景。
本文从厌氧氨氧化生物脱氮工艺的概述出发,探讨了影响该工艺的因素,并对最新研究进展进行了总结。
还分析了工艺的优势和应用前景,指出了面临的挑战以及未来研究方向。
结论部分总结了目前的研究成果,并展望了未来的发展方向。
通过本文的研究,可以更深入地了解厌氧氨氧化生物脱氮工艺及其在环境保护中的重要性,为相关领域的研究提供参考和借鉴。
【关键词】厌氧氨氧化、生物脱氮、工艺、研究、进展、因素、优势、应用、挑战、未来、发展、展望、结语。
1. 引言1.1 研究背景厌氧氨氧化生物脱氮是一种新型的生物脱氮技术,可以有效地将废水中的氨氮转化为氮气排放,具有节能环保的优势。
在当前环境污染日益严重的背景下,研究和发展这种生物脱氮技术具有十分重要的意义。
传统的氨氮去除技术往往存在能耗高、操作复杂等问题,而厌氧氨氧化生物脱氮技术则可以在较低的能耗下实现高效处理废水中的氨氮,因此备受研究者和环保领域的关注。
在过去的研究中发现,厌氧氨氧化生物脱氮技术在实际应用中存在着一些问题和挑战,如微生物群体的构建、氮氧化过程的影响因素等。
有必要对厌氧氨氧化生物脱氮工艺进行深入研究,以解决当前存在的问题并提高其应用效率。
本文旨在系统梳理厌氧氨氧化生物脱氮技术的研究现状和进展,为其在废水处理领域的应用提供参考和借鉴。
1.2 研究意义厌氧氨氧化生物脱氮工艺是一种重要的废水处理技术,具有重要的研究意义。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺可以有效去除废水中的氮负荷,减缓废水对水体的污染,保护水环境。
通过研究该工艺,可以提高氮的回收利用率,实现污水资源化利用,达到节能减排的目的。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺还可以促进废水处理领域的技术创新,推动废水处理工艺的进步和完善。
深入研究厌氧氨氧化生物脱氮工艺具有重要的理论价值和实际应用意义,有助于提高废水处理效率,改善水环境质量,促进可持续发展。
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及其实际应用研究进展随着城市化和工业化的迅速发展,城市污水排放量也在不断增加。
传统的污水处理工艺(如生物接触氧化法和活性污泥法等)仅适用于有机物含量较高、氧气充足的废水处理,而对于富含氨氮的低温、低DO(溶解氧)的废水,效果较差。
因此,开发一种高效、节能的氨氧化工艺成为了研究热点。
厌氧氨氧化污水处理工艺(Anammox)由于其高效、节能、无需外部碳源等优点,成为了一种备受关注的新型氨氮废水处理技术。
厌氧氨氧化(Anammox)是一种利用厌氧细菌氧化氨氮(NH4+-N)为氮气(N2)的新型废水处理技术,厌氧氨氧化的反应公式为:NH4++NO2-->N2+2H2O厌氧氨氧化污水处理工艺主要由厌氧区、反应区和后处理区组成。
废水首先进入厌氧区,经过缓慢流动,紧接着进入反应区,其中厌氧反应区主要包括流化床反应器(strassburti反应器)、膜池反应器等。
在反应区中,Comammox转化为Ammonox,在接下来的Ammonox转化为非厌氧氨氧化(canon氨氧化)反应阶段中,氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸脱氢酶(N)转化亚硝酸盐(NO2-)为硝酸盐(NO3-)。
最后,废水进入后处理区,进行氮和磷的沉淀、固液分离等处理过程。
厌氧氨氧化污水处理工艺有以下特点:1.高效率:厌氧氨氧化废水处理工艺能将废水中的氨氮快速转化为氮气,转化率可以达到95%以上,远远高于传统废水处理工艺。
2.节能环保:厌氧氨氧化废水处理工艺无需外部碳源,且反应过程中不需要添加氧气,能大大降低污水处理的能耗和工艺成本。
同时,由于转化氮气排放,避免了硝酸盐和亚硝酸盐对环境造成的污染。
3.适用范围广:厌氧氨氧化废水处理工艺对水质的要求相对较低,适用于多种含氮废水,如生物污水、食品、药品、造纸等工业废水处理。
4.废渣产生少:厌氧氨氧化废水处理工艺废水处理后,废渣产生较少,且含有较多的有机物质,可作为有机肥料无害化利用。
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。
厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展
厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究进展近年来,厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究备受关注,其在污水处理和环境保护领域具有巨大潜力。
本文将对厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究的进展进行综述,从工艺原理、影响因素、优化方法等方面进行深入探讨,旨在为相关领域的研究人员提供参考。
一、厌氧氨氧化生物脱氮工艺原理厌氧氨氧化生物脱氮是一种新型的深度废水处理技术,其原理是利用厌氧细菌将废水中的氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐,然后利用厌氧细菌将硝酸盐还原成氮气,从而实现氨氮的脱除。
该工艺与传统的好氧脱氮工艺相比,具有较高的氮气产率、低的能耗和较强的抗负荷冲击能力,因此备受研究者的重视。
1. 废水中氨氮浓度废水中氨氮浓度是影响厌氧氨氧化生物脱氮效果的重要因素之一。
研究表明,当废水中氨氮浓度过高时,容易引起厌氧氨氧化细菌的抑制,进而影响脱氮效果。
合理控制废水中氨氮浓度,是提高厌氧氨氧化生物脱氮效率的关键。
2. 温度和pH值厌氧氨氧化生物脱氮过程对温度和pH值的要求较为苛刻,一般在35-40摄氏度和pH值为7左右时,其活性最佳。
对于工业废水处理而言,需要合理控制废水的温度和pH值,以保证脱氮工艺的高效运行。
3. 有机物浓度废水中的有机物浓度对厌氧氨氧化生物脱氮效果也有较大影响。
有机物过多会导致细菌活性的降低,从而影响脱氮效果。
需要合理控制废水中的有机物浓度,保证脱氮生物的正常活性。
1. 生物载体的选择生物载体是厌氧氨氧化生物脱氮工艺中的关键因素之一,选择合适的生物载体对于提高工艺效率至关重要。
研究表明,聚合物材料、多孔材料和膜担载体等都可以作为厌氧氨氧化生物脱氮的载体,通过优化载体的性质和结构,可以有效提高脱氮效率。
2. 氧化还原电位的调控在厌氧氨氧化生物脱氮工艺中,调控反应体系的氧化还原电位可以有效提高脱氮效率。
研究表明,通过改变废水中的氨氮浓度、控制反应体系中的气相氧气浓度等手段,可以有效调控氧化还原电位,提高脱氮效率。
3. 利用外源碳源在实际废水处理中,往往存在氮磷比例失衡的问题,这时可以利用外源碳源进行补充,来提高废水中的碳氮比例,从而促进厌氧氨氧化生物脱氮的进行。
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及其实际应用研究进展随着城市化进程的不断加快和人民生活水平的不断提高,城市污水处理已经成为了一项重要的任务。
厌氧氨氧化污水处理工艺是近年来发展的一种新型的污水处理技术,已经在国内外得到了广泛的应用和研究。
本文将对厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展进行介绍。
一、厌氧氨氧化污水处理工艺的原理厌氧氨氧化污水处理工艺是一种同时满足氨氧化和反硝化作用的污水处理工艺,它主要通过Moxox反应(ammonium oxidizing bacteria + nitrite oxidizing bacteria + anaerobic ammonia oxidizing bacteria)来完成。
Moxox反应的基本原理是,通过生物体将氨氮在厌氧状态下转化为亚硝酸盐,再在反硝化部分之后通过反硝化作用转化为氮气。
Moxox反应的具体流程如下:1、厌氧氨氧化细菌将NH4+氧化为NO2-。
3、反硝化细菌将NO3-还原为N2。
1、在对污水中的氮和有机物进行处理时,厌氧氨氧化污水处理工艺优于传统的硝化/反硝化工艺。
2、厌氧氨氧化污水处理工艺可以减少污水处理的反应器数目,从而降低处理设施的投资成本。
4、厌氧氨氧化污水处理工艺对洪水适应性较强,特别是对于雨季间的城市污水处理。
厌氧氨氧化污水处理工艺已经在国内外的许多城市中得到了广泛应用。
以下是几个实例:1、中国杭州:杭州在2018年选用了厌氧氨氧化污水处理工艺,建设一座6000m³/d的污水处理厂,该工艺最佳适用于低碳水化合物污水的处理,而杭州的污水中含有少量的粪便,而这对于厌氧氨氧化污水处理工艺来说是最好的。
2、美国拉斯维加斯:拉斯维加斯的氮气排放是该市的主要环境问题之一,而且占用了大量的地面空间。
该市最近建立了一个厌氧氨氧化污水处理工厂,可以将条件稳定的高浓度氮气转化为无害的氮氧化物,同时为农业生产场所提供便利。
3、英国华威郡:位于华威郡的厌氧氨氧化污水处理厂是欧洲最大的特点是高水泵出量和低氮气排放。
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。
污水处理厌氧氨氧化工艺研究与应用进展
污水处理厌氧氨氧化工艺研究与应用进展摘要:叙述了厌氧氨氧化的工艺原理、工艺形式和主要功能微生物的特征等研究进展,总结了温度、基质浓度和pH、DO 含量、有机物、金属离子等对厌氧氨氧化过程的影响,介绍了厌氧氨氧化工艺在污水处理测流和主流实际工程中的应用实例,阐明了工艺的处理效能和运行参数等,分析了在实际应用中存在的问题。
认为实现工艺的快速启动,有效抑制有毒物质对厌氧氨氧化菌的毒害,提高工艺系统运行的稳定性是厌氧氨氧化在实际应用中的关键,也是需要进一步探索和研究的内容。
关键词:厌氧氨氧化;短程脱氮;工程应用;污水处理0 引言厌氧氨氧化反应(Anammox)是在缺氧条件下由厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐为电子受体,将氨氮转化为氮气的生物反应过程。
与传统的硝化反硝化过程相比,厌氧氨氧化工艺无需外源有机物,供氧能耗、污泥产生量和CO2 排放量大为减少,降低了运行费用,并具有可持续发展意义。
本文对厌氧氨氧化的工艺原理、工艺形式、影响因素和应用情况进行总结与讨论。
1 工艺原理BRODA 根据热力学计算,在20 世纪70 年代提出了厌氧氨氧化的存在,认为它是自然氮循环中的一个缺失的部分。
MULDER 和V AN DE GRAAF在20 世纪90 年代中期首先对此进行了实验证明,此后人们对该过程产生了极大的兴趣。
厌氧氨氧化的反应方程式为:该反应合成细胞生物量的唯一碳源是碳酸氢盐,表明这些细菌为化学自养细菌。
亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程中产生的还原当量(能源)用于碳的固定。
厌氧氨氧化细菌对底物有很高的亲和力,可以将氨氮和亚硝酸盐的含量降至较低的水平。
上述反应式中的NO2-来自于亚硝化反应。
传统硝化反应包括2 个基本过程:氨氧化菌(AOB)将NH4+氧化为NO2-;亚硝酸盐氧化菌(NOB)将NO2-氧化为NO3-。
亚硝化反应是通过调控,富集AOB,抑制或淘洗NOB,将硝化反应控制在第 1 步,保持NO2-的累积率并使出水ρ(NO2--N)/ρ(NH4+-N)=1~1.3。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
论厌氧氨氧化工艺的应用进展本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,Anammox)工艺因其无需外加有机碳源、脱氮负荷高、运行费用低、占地空间小等优点,已被公认为是目前最经济的生物脱氮工艺之一。
近年来,国内外对厌氧氨氧化工艺的研究取得了大量的实验室成果。
但是,一方面由于厌氧氨氧化菌(anaerobicammonium oxidizing bacteria,AnAOB)生长缓慢(倍增时间长达11 天)、细胞产率低[m(VSS)/m(NH4+-N)=/g)、对环境条件敏感,另一方面由于实际废水成分复杂,常含有AnAOB 的抑制物质,限制了厌氧氨氧化工艺在实际工程中的大规模应用。
因此,有必要对近年来国内外厌氧氨氧化工艺的应用实例和经验进行系统总结,推动该工艺的进一步工业化应用,使之在污水脱氮处理领域发挥更积极的作用。
本文介绍了AnAOB 的生物多样性和厌氧氨氧化工艺形式的多样性,重点综述了厌氧氨氧化技术在处理各类废水中的实验室研究和工程应用情况。
1 厌氧氨氧化菌生物多样性迄今为止,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,如海洋沉积物、淡水沉积物、油田、厌氧海洋盆地、氧极小区、红树林地区、海洋冰块、淡水湖以及海底热泉等。
AnAOB 的生态分布多样性是由自身的代谢多样性决定的,也正因如此,厌氧氨氧化在全球氮素循环中扮演重要角色,将其应用于不同水质含氮废水的治理也具有与生俱来的优势和不可估量的潜力。
2 厌氧氨氧化工艺形式多样性基于厌氧氨氧化原理的工艺形式纷繁多样,包括分体式(两级系统)和一体式(单级系统)两种。
一体式有CANON(completely autotrophic nitrogenremoval over nitrite)、OLAND(oxygen limitedautotrophic nitrification and denitrification)、DEAMOX(denitrifying ammonium oxidation)、DEMON(aerobic deammonification)、SNAP(simultaneous partial nitrification,anammox anddenitrification)、SNAD(single-stage nitrogen removalusing anammox and partial nitritation)等工艺;分体式主要有SHARON(single reactor for high activityammonia removal over nitrite)-anammox 工艺。
随着工程经验越来越丰富,一体化系统正日益得到青睐。
相比而言,一体式工艺的基建成本较低,占地面积较小,更易运行,可避免亚硝酸盐抑制。
但是一体化工艺启动时间较长,反应器内微生物间的生态关系复杂,经受负荷冲击时易失稳。
总之,这两类工艺各有利弊,应用时需根据水质、场地、管理水平等具体情况,做到“因地制宜,因水制宜,量(水)质裁艺,因人而异”。
3 厌氧氨氧化工艺应用多样性随着厌氧氨氧化工程的普及,到2014 年末,全球范围内的厌氧氨氧化工程超过了100 座。
其中大部分工程坐落于欧洲,也正日益风靡亚洲和南美洲。
表3 列出了一些代表性工程实例。
目前,厌氧氨氧化生物脱氮技术已经成功应用于处理多种实际废水,包括高氨氮、低碳氮比的污泥液、厕所水、垃圾渗滤液等。
其中,应用最多的无疑是污泥消化液和污泥压滤液的处理,而该技术在制革、半导体、食品加工等工业废水和垃圾渗滤液处理方面的推广也逐步展开,但针对焦化、制药、养殖、石化等高氨氮工业废水处理领域应用仍相对较少。
污泥液处理污泥消化液和污泥压滤液是典型的低碳氮比废水,且pH 值一般为~,温度一般为30~37℃,基本处于AnAOB 生长的最佳温度范围内。
van Dongen 等首先在实验室中探究了短程硝化-厌氧氨氧化工艺处理荷兰Dokhaven 污水处理厂消化污泥上清液的可行性,取得了显著的脱氮效果,有超过80%氨氮被转化为氮气。
后来瑞士Fux等又利用来自于两个不同市政污水处理厂的消化液对短程硝化-厌氧氨氧化工艺进行了中试研究,采用1600L 的序批式反应器( sequencing batchreactor,SBR)、进水氨氮620~650mg/L、pH 值为~、温度26~28℃时,氮容积负荷率(nitrogenloading rate,NLR)最高可达/(m3·d),总氮去除率(nitrogen removal efficiency,NRE)达92%,同时污泥产量也较低。
在此基础上,2002 年,研究人员直接将反应器放大,建成了世界上第一套生产性的短程硝化-厌氧氨氧化组合反应器,该工艺已经在Dokhaven 污水处理厂正式运行,厌氧氨氧化反应器容积70m3,处理量为750kgN/d。
此后,采用厌氧氨氧化工艺处理污泥液的工程开始风靡欧洲。
污泥液因其水温高、水量小、高氨氮、低碳氮比的水质特点成为了厌氧氨氧化工艺最初的处理对象。
到目前为止,全球约75%的厌氧氨氧化工程装置是用于处理污泥液的,厌氧氨氧化工艺在该领域已发展成熟且工程经验丰富,但仍存在一些迫切需要解决的技术难题,如厌氧消化出水中硫化物对厌氧氨氧化反应系统的影响、氮氧化物的产生环节和减排措施等。
垃圾渗滤液处理垃圾渗滤液是一种成分复杂的废水,具有有机物浓度高、重金属等有毒物质含量高、水质变化大、氨氮含量高、可生化性差等特点。
其氨氮浓度一般小于3000mg/L,在成熟的垃圾填埋场则为500~2000mg/L,而且随着堆放时间的增加,浓度会越来越高,甚至超过10000mg/L。
而厌氧氨缺失的现象早期也是在处理废物填埋场渗滤液的生物转盘中发现的,这使得厌氧氨氧化应用于垃圾渗滤液的处理成为了可能。
Liang 等采用“短程硝化-厌氧氨氧化-土壤渗滤”串联工艺处理城市垃圾填埋场的垃圾渗滤液,经过166 天运行,氨氮、总氮和COD 的平均去除率分别达到了97%、87%和89%,充分说明了该联合工艺的可行性,并且厌氧氨氧化对于降解垃圾渗滤液中的腐殖酸具有贡献。
Liu 等采用短程硝化-厌氧氨氧化工艺处理稀释后的垃圾渗滤液厌氧出水,成功稳定运行70 天,并且氨氮和亚硝氮去除率保持93%以上。
目前厌氧氨氧化工艺处理垃圾渗滤液的研究相对较多,普遍采用的是短程硝化-厌氧氨氧化工艺,并且研究者在不断尝试各种组合技术,比如与反硝化、高级氧化、土壤渗滤的联用。
这主要是因为渗滤液中含有较多重金属等有毒物质,一定程度上抑制了厌氧氨氧化活性,为了获得稳定的运行性能不便直接进入到厌氧氨氧化反应器中,所以不同年龄的垃圾渗滤液中这些抑制性物质对微生物的抑制作用(对一体式和分体式)、菌群影响和调控对策还有待进一步研究。
畜禽养殖废水处理畜禽养殖废水成分复杂、水质水量波动大、COD 浓度较高且存在部分有机氮,传统硝化-反硝化处理这类高氨氮养殖废水时,存在着能耗高、脱氮效果差、需要补充碳源、投加碱等缺点,而厌氧氨氧化工艺有望成为养殖废水脱氮的备选工艺。
Hwang 等采用SHARON-厌氧氨氧化工艺处理碳氮比为的猪场废水厌氧消化液,短程硝化采用SBR 反应器,厌氧氨氧化采用升流式厌氧污泥床(up-flow anaerobic sludge blanket,UASB)反应器,在进水氨氮和亚硝氮浓度(以N 计,下同)分别为213mg/L 和323mg/L 时,最终出水氨氮和亚硝氮浓度分别为92mg/L 和77mg/L,浓度仍然较高,可能因为反应器中生物量较少。
Yamamoto 等研究了SHARON-厌氧氨氧化工艺处理猪场废水消化液的长期稳定性,厌氧氨氧化反应器经220 天的运行后达到稳定,平均NRE 和氮容积去除率(nitrogenremoval rate,NRR)分别为55%和/(m3·d)。
现阶段应用厌氧氨氧化工艺处理猪场废水厌氧消化液的研究,普遍存在着NRR 偏低、运行不稳定等问题,而且废水中的有机物、重金属、抗生素等成分可能会对AnAOB 产生抑制,因此应侧重于工艺优化改造方面的研究,寻求抑制障碍消除对策。
味精废水处理味精废水具有悬浮物浓度高、COD 高、生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD)高、NH4+-N 高、SO42−高、pH 值低(2 左右)等特点,处理难度大、成本高,是难以治理的工业废水之一。
陈旭良等研究了厌氧氨氧化工艺处理味精废水的可行性,经过71 天的运行成功启动了厌氧氨氧化反应器,最高NRR 达到/(m3·d),但当进水浓度相对较高时,反应器去除效果波动较大。
Shen 等研究了不同污泥源富集AnAOB 对启动味精工业废水处理系统的影响,接种污泥取自垃圾渗滤液处理厂、市政污水处理厂和味精废水处理厂,经过360 天运行,最大比厌氧氨氧化活性分别为/(kgVSS·d)、/(kgVSS·d)和/(kgVSS·d),证明了活性污泥经长期驯化可启动厌氧氨氧化工艺来处理味精废水。
目前,通辽梅花味精废水Ⅰ期工程厌氧氨氧化反应器容积高达6600m3,是迄今世界上规模最大的厌氧氨氧化工程。
但是味精废水中高浓度硫酸盐(5000~5500mg/L)产生强大的渗透压会大大降低污水处理单元中微生物的活性,而且硫酸盐经硫酸盐还原菌作用还会转化为硫化氢,其对AnAOB 存在显著的抑制,所以一般不采用厌氧氨氧化直接处理,只是用于后续处理(比如反硝化+短程硝化-厌氧氨氧化或厌氧消化+短程硝化-厌氧氨氧化等)。
因此,这些污染物在整个联合工艺中的变化及对后续厌氧氨氧化工艺的影响还有待研究。
焦化废水处理焦化废水含有大量的氨氮、有机物、酚、氰、硫氰化物、焦油及多环芳烃等污染物,毒性大,可生化性差。
Toh 等率先研究了厌氧氨氧化工艺应用于焦化废水脱氮的可行性,虽然一开始从实际焦化废水中富集AnAOB 并未成功,但是接种市政污泥后取得了成功。
苯酚浓度从50mg/L 逐步升至500mg/L,经过15 个月的驯化和富集,最大NRR为/(m3·d),是驯化前反应器NRR 的倍。
试验表明,经驯化后的AnAOB 在苯酚浓度320~330mg/L 时(焦化废水苯酚浓度的平均水平),厌氧氨氧化活性仍然存在,反应器NRR 约为/(m3·d)。
因此,厌氧氨氧化工艺处理焦化废水潜力巨大,但是焦化废水中含有的酚[51]、氰化物、硫化物、硫氰化物、难以生物降解的焦油、嘧啶等杂环化合物以及联苯、萘等多环芳香化合物对厌氧氨氧化工艺的作用还有待进一步探索。