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    苯酚對厭氧氨氧化污泥脫氮的影響

    中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2017-1-8 8:50:56

    污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本

      ANAMMOX是近年來(lái)興起的具有較好經(jīng)濟效能和較高脫氮效能的生物脫氮工藝,與傳統的脫氮工藝相比具有需氧量低、 運行費用低和不需外加碳源等優(yōu)點(diǎn),從產(chǎn)生至今受到了國內外研究者的廣泛關(guān)注[1, 2, 3],其在垃圾滲濾液[4, 5]、 蝕刻液廢水[6]、 豬場(chǎng)廢水[7, 8]、 城鎮污水[9]、 污泥消化液上清液[10]等高氨氮廢水中得到了廣泛研究.

      煉油、 煉焦、 石油化工等行業(yè)生產(chǎn)廢水是一類(lèi)低C/N比、 高氨氮的工業(yè)廢水,用傳統工藝處理成本較高且很難達標,而用ANAMMOX工藝就能夠很好地解決這類(lèi)問(wèn)題. 但苯酚作為一種常見(jiàn)的有機物是該類(lèi)廢水中不可避免的成分,會(huì )對微生物產(chǎn)生抑制作用[11, 12, 13],若要用厭氧氨氧化工藝處理該類(lèi)廢水,需要研究苯酚對ANAMMOX菌的影響. 目前雖然有研究者在小試的條件下將ANAMMOX工藝應用于焦化廢水等含苯酚廢水處理[14, 15],但關(guān)于苯酚對ANAMMOX菌的影響的相關(guān)報道較少.

      本文研究了不同濃度的苯酚對ANAMMOX污泥脫氮效能及污泥形態(tài)的影響并對其影響過(guò)程進(jìn)行初步探究,以期為ANAMMOX工藝應用于高氨氮含酚廢水提供一些借鑒.

      1 材料與方法

      1.1 實(shí)驗裝置及運行條件

      實(shí)驗運行裝置采用100 mL和250 mL規格的血清瓶,螺旋蓋密封. 裝置運行條件: 血清瓶放在恒溫氣浴振蕩箱中,溫度為33℃恒定; 轉速為125 r ·min-1; 進(jìn)水pH值為7.8-8.2,通過(guò)0.25mol ·L-1的HCl調節控制; 進(jìn)出水方式為全進(jìn)全出. 反應前用高純氮氣對裝置曝氣30 min,將水中的溶解氧除去.

      1.2 接種污泥來(lái)源與實(shí)驗廢水

      接種的污泥是實(shí)驗室穩定運行4 a的具有較高活性的ANAMMOX顆粒污泥,顏色為紅色,MLVSS/MLSS為0.42.

      實(shí)驗廢水采用模擬廢水,主要成分為NH4Cl(NH4+-N 100 mg ·L-1)、 NaNO2(NO2--N 130 mg ·L-1)、 NaHCO3 2 000 mg ·L-1、 KH2PO4 27 mg ·L-1、 CaCl2 ·2H2O 136 mg ·L-1、 MgSO4 ·7H2O 200 mg ·L-1. 微量元素濃縮液Ⅰ成分為: EDTA 5 000 mg ·L-1,FeSO4 5 000 mg ·L-1; 微量元素濃縮液Ⅱ成分為: EDTA 5 000 mg ·L-1,ZnSO4 ·7H2O 430 mg ·L-1,CoCl2 ·6H2O 240 mg ·L-1,MnCl2·4H2O 990 mg ·L-1,NaMoO4 ·2H2O 220 mg ·L-1,NiCl2 ·6H2O 190 mg ·L-1,NaSeO4 ·10H2O 210 mg ·L-1,H3BO4 14 mg ·L-1. 其中微量元素Ⅰ投加量為1 mL ·L-1,微量元素Ⅱ投加量為1.25 mL ·L-1. 苯酚儲備液濃度為50 g ·L-1.

      1.3 實(shí)驗方法

      1.3.1 短期內苯酚對厭氧氨氧化污泥脫氮效能的影響

      為使接種污泥的脫氮性能相近,提高實(shí)驗準確度,將含水的ANAMMOX污泥進(jìn)行泥水分離,然后將分離后的顆粒污泥等分為18份,每份約2 g,分別置于18個(gè)100 mL的血清瓶中. 32℃恒溫氣浴振蕩器連續培養15 h之后,根據脫氮效能將18個(gè)瓶子由高到低排列,采用取平均數法,將脫氮效能最好的4個(gè)和最差的4個(gè)去掉,選用中間去除效果接近的10個(gè)(去除率差值不大于5%),以進(jìn)一步保證污泥得到等分.

      對剩余的10個(gè)血清瓶進(jìn)行序號標記并加入不同濃度的苯酚溶液,使其濃度分別為0、 100、 200、 300、 400、 500、 600、 700、 800和1 000 mg ·L-1. 經(jīng)過(guò)15 h培養反應后,測定進(jìn)、 出水pH、 NH4+-N、 NO2--N、 NO3--N和苯酚值,評估苯酚濃度對ANAMMOX污泥脫氮性能的影響. 以上實(shí)驗重復2次.

      1.3.2 長(cháng)期內苯酚對厭氧氨氧化污泥脫氮效能的影響

      采用相同的方法選取性狀相似的污泥約2 g裝于250 mL的血清瓶中進(jìn)行長(cháng)期影響實(shí)驗. 初始運行周期設定為1 d,等脫氮效能穩定后逐步提高進(jìn)水苯酚濃度,直至出現脫氮效能明顯下降,當ANAMMOX污泥脫氮效能處于穩定抑制狀態(tài)后,停止投加苯酚,研究其恢復情況來(lái)判斷抑制的可逆性.

      1.4 分析方法

      方法均參照文獻[16]. NH4+-N:納氏試劑分光光度法; NO2--N: N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法; NO3--N: 紫外分光光度法; pH:哈納pH211型酸度計; 苯酚: 4-氨基安替比林直接光度法; MLSS 和MLVSS: 重量法; TN: 實(shí)驗環(huán)境為無(wú)機環(huán)境,因此以NH4+-N、 NO2--N和NO3--N三者之和表示TN.

      2 結果與討論

      2.1 短期內苯酚對厭氧氨氧化污泥脫氮效能的影響

      保持進(jìn)水NH4+-N濃度100 mg ·L-1、 NO2--N濃度130 mg ·L-1左右,經(jīng)過(guò)15 h反應后,結果如圖 1所示,隨著(zhù)水中苯酚濃度的增加,出水NH4+-N、 NO2--N濃度出現明顯的變化. 不加苯酚的作為對照,其出水NH4+-N、 NO2--N濃度分別為22.67 mg ·L-1、 62.60 mg ·L-1,NH4+-N的去除率為78.1%,TN去除率為56.7%. 當進(jìn)水苯酚濃度為100 mg ·L-1時(shí)出水NH4+-N、 NO2--N濃度分別為65.7 mg ·L-1、 93.11 mg ·L-1,NH4+-N的去除率為34.3%,TN的去除率為24.8%,ANAMMOX污泥活性受到抑制. 隨著(zhù)苯酚濃度增加其抑制更加明顯,當苯酚濃度大于600 mg ·L-1時(shí),ANAMMOX污泥活性受到嚴重抑制,出水NH4+-N、 NO2--N濃度分別在90 mg ·L-1、 118 mg ·L-1左右,NH4+-N、 TN的去除率分別只有6%、 10%左右. 但此時(shí)TN去除率高于NH4+-N去除率,說(shuō)明體系中TN的損失不僅僅由ANAMMOX反應引起的,還存在其他途徑,而從圖 1中可知體系中苯酚有降解,因此推測TN的損失與苯酚的降解有關(guān),體系中可能存在著(zhù)某種降解苯酚的微生物.

      圖 1 短期內厭氧氨氧化污泥脫氮效能隨苯酚濃度的變化

      李祥等[17]在做Cu離子對ANAMMOX的影響時(shí)把過(guò)程分為3個(gè)階段: 活性刺激階段、 穩定階段和抑制階段. 而本實(shí)驗在做苯酚對ANAMMOX污泥活性影響時(shí),隨著(zhù)苯酚的加入,NH4+-N和NO2--N的去除率一直呈現下降趨勢,并沒(méi)有出現活性刺激階段和穩定階段,只有1個(gè)階段,即抑制階段. 分析原因可能是因為部分微量重金屬是微生物維持生命活動(dòng)所需的營(yíng)養物質(zhì),也是酶的活化劑,少量加入時(shí)可以促進(jìn)微生物生長(cháng)[18]. 彭廈等[19]在研究鐵離子對ANAMMOX反應器脫氮效能影響時(shí)表明,當進(jìn)水鐵離子濃度由0.04 mmol ·L-1提高到0.06 mmol ·L-1時(shí),NH4+-N的去除率明顯升高,并達到相對穩定狀態(tài); 當進(jìn)水鐵離子濃度提升為0.08 mmol ·L-1時(shí),NH4+-N的去除率進(jìn)一步提高. 而鐵離子也正是ANAMMOX反應所需的微量元素之一. 但本實(shí)驗中所加的苯酚在工業(yè)上常用作抑菌劑,主要通過(guò)使微生物細胞內的原生質(zhì)蛋白發(fā)生凝固或變性而起到殺菌作用,通常0.2%苯酚即有抑菌作用,苯酚濃度大于1%時(shí)能殺死一般細菌. 本實(shí)驗所加苯酚濃度為100-1 000 mg ·L-1(含量在0.01%-0.1%之間),加入后不會(huì )立即殺死微生物,所以可以長(cháng)期觀(guān)察苯酚對微生物的影響. 郁丹等[20]研究表明,在厭氧反應中加入100 mg ·L-1苯酚時(shí)就對反應產(chǎn)生了影響,當反應器中的苯酚濃度大于400 mg ·L-1時(shí),苯酚已經(jīng)對厭氧顆粒污泥表現出一定的毒性. 本實(shí)驗中當進(jìn)水苯酚含量為100 mg ·L-1時(shí),NH4+-N和TN的去除率均低于未加苯酚的的50%,表明苯酚在短期內對ANAMMOX菌的活性產(chǎn)生了嚴重的抑制; 而當苯酚濃度大于600 mg ·L-1時(shí),ANAMMOX菌處于完全抑制狀態(tài). Yang等[21]在研究苯酚和Cu離子聯(lián)合對ANAMMOX污泥活性影響時(shí)表明,兩者聯(lián)合的毒性主要依賴(lài)于苯酚濃度,當苯酚濃度為75 mg ·L-1時(shí),污泥活性保留百分比只有48.7%,此時(shí)抑制率已經(jīng)超過(guò)一半. 綜上,苯酚對厭氧污泥存在毒性,本實(shí)驗在研究苯酚對ANAMMOX污泥活性短期影響時(shí)只存在抑制階段.

      2.2 長(cháng)期內苯酚對厭氧氨氧化污泥脫氮效能的影響

      長(cháng)期實(shí)驗苯酚濃度采用從低濃度開(kāi)始逐漸增加的方式進(jìn)行,保持進(jìn)水NH4+-N濃度100 mg ·L-1、 NO2--N濃度130 mg ·L-1左右不變,結果如圖 2所示. 反應運行初期(0-28 d),當進(jìn)水苯酚濃度由 60 mg ·L-1 逐步升高到100 mg ·L-1 時(shí),ANAMMOX污泥對 NH4+-N、 NO2--N的去除率起初有所下降,但運行穩定后又逐漸提高,基本保持在99%以上,NO3--N生成量呈現穩定趨勢. 這與短期結果不同,說(shuō)明低濃度苯酚對ANAMMOX菌有一個(gè)馴化的過(guò)程,當反應周期延長(cháng),ANAMMOX污泥逐漸適應了苯酚的環(huán)境,其抑制被減弱. 以后苯酚濃度以100 mg ·L-1為一個(gè)梯度,每提升一個(gè)梯度,NH4+-N、 TN的去除率都會(huì )出現先下降后上升的趨勢. 但隨著(zhù)梯度的增加,抑制更加明顯,穩定后的NH4+-N最終去除率都會(huì )比上一個(gè)階段低. 當苯酚濃度提升至1 000 mg ·L-1時(shí),NH4+-N的最終去除率降低到10%以下,TN的去除率也只有27%左右,此時(shí)ANAMMOX污泥受到了嚴重的抑制. 然而,NO2--N和NO3--N的變化趨勢與NH4+-N不太一樣,雖然也是先下降后升高,但當苯酚濃度大于200 mg ·L-1時(shí),反應穩定后出水NO2--N和NO3--N均為0 mg ·L-1,NO2--N的其去除率達到了100%,生成的NO3--N也被完全降解. 當苯酚濃度為400 mg ·L-1后期時(shí),NO2--N的去除率始終保持在100%,產(chǎn)物中沒(méi)有檢測到NO3--N. Zhu等[22]研究了厭氧反應器中苯酚和硝酸鹽的同步去除情況,將苯酚作為唯一電子供體,硝酸鹽作為唯一電子受體. 研究結果表明,經(jīng)過(guò)110 d的馴化后,當進(jìn)水苯酚和硝酸鹽分別為600 mg ·L-1和430 mg ·L-1,HRT為20.75 h,出水苯酚和硝酸鹽的去除率分別為95.5%和96.75%. 其結果表明,苯酚可以與硝酸鹽發(fā)生反硝化反應,導致硝態(tài)氮的減少. 本實(shí)驗中出水NO2--N和NO3--N減少正是由于苯酚的加入導致了反應體系內發(fā)生了反硝化反應導致的. 當苯酚濃度提高至1 000 mg ·L-1時(shí),NO2--N的去除率再次受到影響,其去除率降為46.5%,出水也可以檢測到有NO3--N的生成,說(shuō)明高濃度苯酚對反硝化反應也會(huì )產(chǎn)生影響. 在反應器運行至95 d時(shí),將進(jìn)出苯酚濃度降為0 mg ·L-1,觀(guān)察ANAMMOX污泥恢復情況. 經(jīng)過(guò)18 d的恢復培養,NH4+-N的去除率逐步回升至99%以上,而NO2--N的去除率基本穩定在64%-65%之間,此時(shí)NH4+-N與NO2--N之間的轉化關(guān)系發(fā)生了變化.長(cháng)期結果說(shuō)明高濃度苯酚對ANAMMOX菌產(chǎn)生了嚴重的抑制,且短期內很難恢復到原來(lái)的狀態(tài).

      圖 2 長(cháng)期實(shí)驗苯酚濃度對厭氧氨氧化脫氮效能的影響

      2.3 苯酚對厭氧氨氧化污泥形態(tài)影響及恢復實(shí)驗

      剛開(kāi)始接種的ANAMMOX污泥,如圖 3(a)所示,顏色呈紅色. Strous等[23]研究表明,氨氧化細菌細胞內含有大量血紅素,當污泥顏色較紅時(shí)表明ANAMMOX污泥活性很好. 隨著(zhù)苯酚的加入,反應到46 d后,反應器內出現絮狀物,污泥體積和顏色開(kāi)始發(fā)生變化,紅色的污泥表層開(kāi)始變?yōu)楹谏鯛,如圖 3(b)所示,此時(shí)苯酚對污泥產(chǎn)生了抑制[14]. 隨著(zhù)苯酚濃度的增加,黑色絮狀向內擴增,表層的絮狀開(kāi)始脫落,到第94 d,污泥只有核心的一點(diǎn)還呈現顆粒狀,但顏色仍為紅色,說(shuō)明此時(shí)ANAMMOX污泥仍然具有活性,如圖 3(c)所示. 第95 d停止投加苯酚,改為加常規的營(yíng)養液,經(jīng)過(guò)18 d的修復后,污泥表層的黑色絮體逐漸變?yōu)榧t色,污泥顏色部分恢復,如圖 3(d)所示. 此時(shí)NH4+-N的去除率得到恢復,但污泥量減少,部分微生物死亡,由于A(yíng)NAMMOX菌時(shí)代周期較長(cháng)(11 d),所以短期恢復無(wú)法使微生物量快速增加. 整個(gè)過(guò)程中,隨著(zhù)NH4+-N去除率的變化污泥顏色會(huì )發(fā)生變化,因此可以將污泥的顏色作為視覺(jué)上評判ANAMMOX污泥活性受抑制程度的一個(gè)依據. 然而恢復后ρ(NO2--N)去除/ρ(NH4+-N)去除/ρ(NO3--N)生成平均值為1 ∶0.86 ∶0.2,與氨氧化理論化學(xué)計量比為1 ∶1.32 ∶0.26有很大差別. 猜測原因可能是當苯酚存在時(shí)反硝化細菌和ANAMMOX細菌競爭NO2--N,從而使ANAMMOX細菌在利用較少NO2--N時(shí)就可以發(fā)生反應,或者有新的微生物如自養細菌生成,可以直接降解NH4+-N. 但具體原因需要進(jìn)一步去研究.

      圖 3 苯酚濃度對厭氧氨氧化活性污泥形態(tài)的影響

      2.4 苯酚作為有機碳源誘發(fā)體系內反硝化反應

      長(cháng)期實(shí)驗結果表明,當苯酚濃度大于200 mg ·L-1時(shí),體系中NH4+-N的去除率在下降,ANAMMOX菌的能力在減弱,而NO2--N的去除率不但沒(méi)有下降反而升高,甚至達100%,說(shuō)明反應體系中存在著(zhù)可以降解NO2--N的反應. Toh等[24]在用ANAMMOX工藝處理焦化廢水的研究中證實(shí)了ANAMMOX體系中存在反硝化菌,而賴(lài)楊嵐等[25]研究結果進(jìn)一步表明,ANAMMOX菌能與反硝化菌共存,反應器可實(shí)現ANAMMOX與反硝化的協(xié)同作用. 因此在A(yíng)NAMMOX體系中加入苯酚有可能發(fā)生以苯酚為有機碳源的反硝化反應,猜測NO2--N的過(guò)量去除與苯酚有關(guān). 本實(shí)驗中反應體系中NO2--N的減少量與苯酚的降解量如圖 4(a)所示,隨著(zhù)苯酚濃度的增加,體系中苯酚的降解量在增大,而此時(shí)NO2--N的去除量也相應增大,說(shuō)明NO2--N的過(guò)量去除確實(shí)是由于苯酚導致的,且苯酚作為有機碳源參與了反應,也就是反硝化反應. 當苯酚濃度高于500 mg ·L-1時(shí),由于體系中基質(zhì)(NO2--N和NO3--N)有限,所以苯酚的降解量處于平穩狀態(tài),此時(shí)反硝化菌的能力也達到穩定.

      圖 4 苯酚誘發(fā)體系內反硝化反應

      劉常敬等[26] 的研究證實(shí)了此觀(guān)點(diǎn),他們在研究苯酚對ANAMMOX工藝耦合反硝化時(shí)發(fā)現,在A(yíng)NAMMOX體系中加入苯酚可以耦合反硝化反應,當苯酚濃度為 0.2 mmol ·L-1(18.82 mg ·L-1)時(shí),耦合反硝化效果最好,此時(shí)消耗的NH4+-N、 NO2--N與生成的NO3--N之比為1 ∶1.52 ∶0.11,系統中NO2--N與NO3--N都相應減少. 本實(shí)驗中苯酚對NH4+-N、 NO2--N和NO3--N三者轉化比影響見(jiàn)圖 4(b),當進(jìn)水苯酚濃度低于100 mg ·L-1時(shí),反應器內ρ(NO2--N)去除/ρ(NH4+-N)去除平均值為1.265,低于理論值; ρ(NO3--N)生成/ρ(NH4+-N)去除平均值為0.18,低于理論值,表明此時(shí)系統中NH4+-N轉化處于被抑制階段,這與Yang等[21]研究結果相近. 而當加入苯酚濃度大于200 mg ·L-1時(shí),ρ(NO2--N)去除/ρ(NH4+-N)去除逐步提高至1.32并持續升高,最高時(shí)達到14.66,表明系統中出現明顯的反硝化反應,其所占比例在逐漸提高.

      既然體系中存在反硝化反應,那么系統中TN的損失是由ANAMMOX反應造成的還是由反硝化反應造成的,或者說(shuō)由二者共同造成的呢. 如果是二者共同的結果,那二者之間所占比例又如何. 以ANAMMOX理論計量比(1 ∶1.32 ∶0.26)計算ANAMMOX反應和反硝化反應對體系TN去除的貢獻如圖 4(c)所示. 計算說(shuō)明如下.

      體系進(jìn)水NH4+-N為100mg ·L-1,NO2--N為130mg ·L-1,反應容積V為250 mL,進(jìn)水TN為:

      TN=(100+130)mg ·L-1·0.25 L

      體系中NH4+-N的去除是由ANAMMOX反應引起的,因此以NH4+-N的去除量作為ANAMMOX菌的去除能力. 而ANAMMOX反應每當消耗1 mg NH4+-N時(shí),相應會(huì )消耗1.32 mg NO2--N,同時(shí)生成0.26 mg NO3--N. 用NH4+-N去除率計算體系中NH4+-N去除量:

      NH4+-N去除量=NH4+-N去除率 ·(100 mg ·L-1 ·0.25 L)

      因此,ANAMMOX反應消耗體系中的TN為:

      TN=NH4+-N去除率 ·100 ·(1+1.32-0.26) mg ·L-1 ·0.25 L

      ANAMMOX反應對TN的貢獻(A)則為:

      A=[NH4+-N去除率 ·100 ·(1+1.32-0.26) mg ·L-1 ·0.25 L] ·[(100+130)mg ·L-1 ·0.25 L]-1

      反硝化對TN的貢獻(B)則為:

      B=TN的去除率-ANAMMOX的貢獻

      當苯酚濃度≤300 mg ·L-1時(shí),ANAMMOX反應對TN去除占80%以上,反硝化反應對TN去除占比低于15%,體系內仍以ANAMMOX反應為主導,但ANAMMOX貢獻率在不斷降低,反硝化貢獻率在不斷增加; 當苯酚濃度達到400 mg ·L-1時(shí),二者比例達到對等,分別為37%和36%,此時(shí)反硝化細菌開(kāi)始與氨氧化細菌形成競爭局面. 隨后反硝化反應在體系中所占比例超過(guò)了ANAMMOX,當苯酚濃度為500 mg ·L-1時(shí),出水NH4+-N繼續升高,但NO2--N和NO3--N仍為0 mg ·L-1,且苯酚的降解量處于平穩狀態(tài),說(shuō)明反硝化菌能夠利用的基質(zhì)不足,導致苯酚的降解量維持在穩定階段,此時(shí)反硝化菌能力達到穩定,ANAMMOX反應和反硝化反應對氮去除分別占18%和45%,此時(shí)ANAMMOX菌受到了嚴重的抑制,體系中反硝化細菌適應了苯酚環(huán)境,并且已成為優(yōu)勢菌種,TN的去除基本由反硝化實(shí)現,反硝化反應在體系中占據主導地位.

      2.5 苯酚對厭氧氨氧化活性污泥的有效半抑制濃度

      短期內苯酚對ANAMMOX污泥活性影響研究表明,隨著(zhù)苯酚濃度的增加,ANAMMOX污泥活性受到的抑制程度在逐漸增大并達到穩定,穩定時(shí)NH4+-N的去除率低于10%. 由線(xiàn)性擬合計算得出苯酚對ANAMMOX活性污泥的有效半抑制濃度(IC50)為83.6 mg ·L-1. 此值低于了苯酚初始投加量100 mg ·L-1,因此實(shí)驗一開(kāi)始設置的苯酚濃度范圍過(guò)于大,計算得出的IC50準確性需進(jìn)行驗證. 故縮短苯酚濃度范圍,重新做了低范圍內苯酚的短期實(shí)驗. 污泥選取及方法與上一次相同,恒溫氣浴培養15 h. 其擬合曲線(xiàn)如圖 5所示,通過(guò)線(xiàn)性擬合計算得出IC50為71.57 mg ·L-1. 因此取71.57 mg ·L-1作為短期實(shí)驗的IC50.

      圖 5 短期內厭氧氨氧化污泥脫氮效能隨低濃度苯酚變化的擬合曲線(xiàn)

      由圖 2(b)可知,當苯酚濃度為300 mg ·L-1時(shí),NH4+-N的去除率由99%降低至55%,與Pereira等[27]長(cháng)期實(shí)驗研究結果相近. Yang等[28]利用活性(以N/VSS計)為(12.4±3.1) mg ·(g ·h)-1的ANAMMOX顆粒污泥研究苯酚對污泥活性影響,短期實(shí)驗得到苯酚的IC50為 678.2 mg ·L-1. 這與本實(shí)驗的結論有很大出入,分析原因可能有以下2點(diǎn): ①Yang等的擬合方程采用非競爭性抑制曲線(xiàn)進(jìn)行擬合,表明該抑制下苯酚不會(huì )參與反應,但本實(shí)驗中苯酚在體系中參與了反應; ②污泥活性不同,Yang等ANAMMOX污泥活性比本課題組高,因此其承受抑制能力較強一些.

      常規焦化廢水中苯酚含量在50-2 000 mg ·L-1之間,經(jīng)過(guò)脫酚處理后可低于200 mg ·L-1 [29]. 因此,采用工藝前應先測定一下廢水中苯酚含量,若含量低于200 mg ·L-1時(shí)則可直接運用ANAMMOX工藝; 或者將將ANAMMOX工藝用在脫酚后的處理工藝. 但對于高濃度含苯酚廢水,可將苯酚作為反硝化反應的有機碳源,并與馴化后的厭氧污泥進(jìn)行厭氧處理工藝聯(lián)用.具體參見(jiàn)污水寶商城資料或http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

      3 結論

      (1) 短期結果表明,苯酚對ANAMMOX污泥具有抑制作用,隨著(zhù)苯酚濃度的增加,ANAMMOX脫氮效能逐漸降低. 當苯酚濃度大于600 mg ·L-1時(shí),TN去除率下降并穩定在10%左右,說(shuō)明抑制達到穩定狀態(tài). 短期實(shí)驗擬合得到苯酚對ANAMMOX半抑制有效濃度(IC50)為71.57 mg ·L-1.

      (2) 長(cháng)期實(shí)驗表明,低濃度苯酚對ANAMMOX體系中微生物對有一個(gè)馴化的過(guò)程,當加入苯酚濃度小于100 mg ·L-1時(shí),NH4+-N的去除率先下降,反應后都能穩定在99%以上. 當苯酚濃度大于400 mg ·L-1時(shí),NH4+-N的去除率明顯下降,ANAMMOX污泥脫氮效能受到了嚴重抑制.

      (3) 苯酚的加入誘發(fā)了ANAMMOX體系中發(fā)生反硝化,隨著(zhù)苯酚濃度的增加,反硝化所占相對比例也在增大. 但高濃度苯酚(1 000 mg ·L-1)對反硝化細菌同樣具有抑制作用.

      (4) 苯酚對ANAMMOX污泥抑制明顯,導致部分污泥死亡,經(jīng)過(guò)18 d恢復后氮素之間的轉化計量式發(fā)生改變,ρ(NH4+-N)去除/ρ(NO2--N)去除/ρ(NO3--N)生成為1 ∶0.86 ∶0.2.(來(lái)源及作者:蘇州科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院  楊朋兵 李祥 黃勇 朱亮 崔劍虹 徐杉杉)

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