推流式固定化絮体生物反应器培养anammox菌试验研究论文

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1、推流式固定化絮体生物反应器培养ANAMMOX菌试验研究论文摘要：对ANAMMOX菌的培养及恰当的反应器形式进行了讨论和试验研究。采用推流式固定化絮体生物反应器在4个月时间内成功地获得了ANAMMOX活性，并培养出了红色颗粒污泥。在稳定运行期间(HRT2.58d，温度30℃)，平均进水氨氮、亚硝酸盐氮浓度分别为333.7mg/L、317.4mg/L，出水氨氮、亚硝酸盐氮平均浓度为5.2mg/L、6.4mg/l，氨氮、亚硝酸盐氮、总氮的平均去除率分别为98.4%、97.9%、81.1%。关键词：厌氧氨氧化推流脱氮1ANANM

2、MOX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2002年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）。目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）。综观目前的研究成果.freelg/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0.065d-1（10）。目前研究中使用的反应器，如UASB，流化

3、床，填料床等，基本属于完全混合类反应器。采用推流式的反应器，并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通过填料的支撑作用，均匀地固定在反应器中，可以获得相对稳定、相互依存的生长环境。（2）培养基质低速穿过污泥絮体，可以为该菌提供营养，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

4、异，特别是对于复合菌而言，不同种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可以起到保护后段的作用。（5）从推流沿程上取样，可以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ANAMMOX活性。

5、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0.8~1.13L/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1ANAMMOX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：TS13.3g/L;VS7.25g/L;VS/TS54.65%;

6、pH8.0~8.3。3.3培养基质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

7、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2~6。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NO2--N)。试验开始的一个半月可以看作是污泥的适应和转换期。接种污泥均是好氧污泥，并且含有一定的有机物，在转为厌氧状态下运行，有一个转变过程。从图1-5中可以看出，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

8、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，但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ANAMMOX反应