厭氧產(chǎn)氫ASBR對氮的脫除

摘要：在厭氧序批式人工有機污水生物產(chǎn)氫反應器（ASBR）中發(fā)現氮"丟失"現象，并對此產(chǎn)氫系統發(fā)生脫氮作用的機理和主要影響因素進(jìn)行了研究。結果表明，在以葡萄糖為發(fā)酵底物的厭氧產(chǎn)氫系統中，微生物分別以銨和硫酸鹽為電子供體和電子受體發(fā)生了硫酸鹽型厭氧氨氧化；進(jìn)水有機物負荷和pH主要通過(guò)影響不同種微生物的活性而影響脫氮性能，氨氮和硫酸鹽的濃度直接與氮素去除率有關(guān)。在最大產(chǎn)氫能力為16 m3/（m3·d）、氫氣體積百分比為65%的生物制氫系統中，最大脫氮效率約為64%。產(chǎn)氫效率與氮脫除率呈現負相關(guān)關(guān)系。研究表明，在控制條件下，可以實(shí)現高有機物廢水厭氧脫除氨態(tài)氮，為生活污水直接厭氧脫氮開(kāi)辟一條新途徑。

由于排放標準對氮濃度要求很?chē)栏�，出水氮濃度能否達標是我國城市污水處理廠(chǎng)達標排放的關(guān)鍵�，F階段我國城市污水的主體是生活污水。污水中的氮主要以氨態(tài)和有機態(tài)氮形式存在。隨著(zhù)污水的厭氧自然“腐化”，微生物又通過(guò)氨化作用將其中的有機態(tài)氮轉化為氨態(tài)氮。若采用生物法脫除污水中的氨態(tài)氮，需經(jīng)過(guò)硝化-反硝化作用，或是亞硝化-厭氧氨氧化，目前普遍采用的是硝化-反硝化生物脫氮。

由于進(jìn)水碳氮比偏低，加之“盡可能減少缺氧段和好氧段間回流能耗（回流比一般不超過(guò)300%）”的要求，通常污水生物脫氮程度難以提高。硝化脫氮也是城市污水處理能耗高的主要原因之一。

Mulder A.等首次在實(shí)驗室規模的多級反硝化流化床反應器中發(fā)現了厭氧氨氧化現象，等通過(guò)間歇實(shí)驗證明厭氧氨氧化反應是由微生物引起的生化反應，氨和亞硝酸鹽在厭氧氨氧化細菌作用下被轉化為氮氣。該方法雖然擺脫了硝化-反硝化生物脫氮對有機物的依賴(lài)，但仍需要先將部分氨態(tài)氮轉化為亞硝態(tài)氮，因而在曝氣中會(huì )消耗電能。另一方面，在污水中有機物過(guò)高的情況下，厭氧氨氧化易被抑制。如果不經(jīng)好氧硝化（亞硝化）就脫除污水中的氨態(tài)氮，則可以為污水處理開(kāi)辟一條低能耗脫氮途徑。

等在用顆�；钚蕴繀捬趿骰�床處理酒糟廢水時(shí)發(fā)現了硫酸鹽型厭氧氨氧化，即微生物在厭氧環(huán)境下將氨和硫酸鹽轉變成氮氣和單質(zhì)硫。根據電子受體的不同，厭氧氨氧化分為亞硝酸鹽型厭氧氨氧化和硫酸鹽型厭氧氨氧，參與這兩類(lèi)反應的厭氧氨氧化菌被認為是自養菌。就目前的報道來(lái)看，2種類(lèi)型的厭氧氨氧化都是在厭氧處理完全無(wú)機或有機物濃度較低的偏酸廢水，或者偏堿高濃度有機廢水中發(fā)生，未見(jiàn)高濃度有機廢水、酸性條件下發(fā)生厭氧氨氧化的報道。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

本課題組在進(jìn)行高濃度有機廢水厭氧生物制氫系統中發(fā)現了氮”丟失+現象，遂對這一脫氮現象進(jìn)行了研究，探討了影響此產(chǎn)氫系統脫氮的因素�？紤]到生活污水在化糞池中也是類(lèi)似的厭氧環(huán)境，如果這一脫氮能夠成功，既可以實(shí)現厭氧環(huán)境下污水中有機物污染物的能源化和凈化，同時(shí)也可以脫除氨態(tài)氮，這將為污水的低能耗直接生物脫氮和資源化開(kāi)辟一條新的途徑。

1實(shí)驗部分

1.1實(shí)驗裝置

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