生物膜內(nèi)自養(yǎng)脫氮工藝
CANON 工藝(Completelyautotrophicammoni-umremovalovernitrite)即生物 膜內(nèi)自養(yǎng)脫氮工藝, 是一種新型生物脫氮工藝,該工藝是指在單個(gè)反應(yīng)器或者 生物膜內(nèi)通過控制溶解氧實(shí)現(xiàn)亞硝化和厭氧氨氧化,從而達(dá)到脫氮的目的。在 微氧條件下,亞硝酸菌將氨氮部分氧化成亞硝酸,消耗氧化創(chuàng)造 ANAMMOX 過程所需的厭氧環(huán)境;產(chǎn)生的亞硝酸與部分剩余的氨氮發(fā)生 ANAMMOX 反應(yīng) 116 生成氮?dú)狻?在限氧條件下能夠建立好氧和厭氧氨氧化菌的共生系統(tǒng),而這一系統(tǒng)的存 在才導(dǎo)致 CANON 過程的發(fā)生。該工藝依賴于兩種自養(yǎng)微生物菌群在缺氧條件 下穩(wěn)定的相互作用關(guān)系,這兩種自養(yǎng)微生物菌群分別為 Nitrosomonas 屬好氧菌 和 Plancto2 mycete 目的厭氧氨氧化菌。這些自養(yǎng)菌將 NO2- 作為中間產(chǎn)物,將 NH4+直接轉(zhuǎn)化成 N2。將這一工藝運(yùn)用到實(shí)際污水處理過程中,可以在單一自 養(yǎng)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn) NH4+ 的完全去除。這兩種自養(yǎng)微生物菌群在反應(yīng)器中相互作 用,同時(shí)發(fā)生兩種反應(yīng)。在限氧條件下,NH4+被好氧亞硝化菌(如 Nitro2 somonas 和 Nitrososira)氧化成 NO2- 。隨后,Plancto2mycete 目厭氧氨氧化菌將 產(chǎn)生的 NH4+ 和 NO2-以及痕量的 NO3-轉(zhuǎn)化為 N2。NO2-也可作為微生物合成 時(shí)的電子供體,CO2 為電子受體,在這一過程中 NO2-被 CO2 氧化生成 NO3-。 在限氧條件下好氧和厭氧氨氧化菌的相互作用將使得 NH4+完全轉(zhuǎn)化為 N2,同 時(shí)也有少量 NO3-產(chǎn)生。 在限氧條件下由于氧的穿透能力有限,因此自然形成了活性污泥的好氧區(qū)和 厭氧區(qū),好氧區(qū)位于活性污泥的表層,主要以氨氧化菌和異養(yǎng)氧化菌為主;厭氧區(qū) 則位于活性污泥的里層,主要以 ANAMMOX 菌為主,可將氨氮及表層反應(yīng)的產(chǎn)物 NO2-同時(shí)轉(zhuǎn)化為 N2 和少量的 NO3-。 在實(shí)驗(yàn)室研究成果的基礎(chǔ)上,成功應(yīng)用于尿液提取液廢水的污水處理工程, 通過改進(jìn)設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)控制,一級(jí)生化氨氮濃度由初始濃度 5000 mg/L 左右, 降至 50 mg/L,處理量為 30 t/d,二級(jí)生化達(dá)到氨氮一級(jí) A 排放標(biāo)準(zhǔn)。
山東大學(xué)
2021-04-13