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水环境中氮元素的大量积累导致了水环境质量的严重恶化,垃圾渗滤液、消化污泥脱水液等低(超低)C/N高氨废水占氨氮排放总量的50%以上;对于传统的生物硝化-反硝化处理工艺来说,当C/N<4,反硝化容器体积要提高1.5~1.7倍,而当C/N<2.5时,如果没有外加有机碳源,反硝化就无法有效地进行,传统的生物硝化-反硝化工艺已不能满足这些高氨低碳废水的处理要求。 本课题立足于国内外处理高氨低碳废水相关工艺的最新研究成果,以亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺实现高氨低碳废水的处理。以普通活性污泥作为接种污泥,在CSTR反应器中研究了在不同溶解氧(DO)条件下匹配厌氧氨氧化的亚硝化的启动及优化;以具有全程自养脱氮的生物膜启动厌氧氨氧化反应器,并最终联合亚硝化和厌氧氨氧化组成联合工艺实现高氨低碳废水的处理。 实验结果表明在温度为28±1℃,溶解氧水平为0.5-1.0mg/L时亚硝化反应能够较好的保证50%的氨氮转化率,溶解氧水平为0.3-0.5mg/L时,也能实现匹配厌氧氨氧化的亚硝化,但其抗冲击负荷能力要减弱;在没有外加有机碳源条件下,无机碳源(NaHCO3)既是工艺运行的缓冲剂,也是系统中处理高浓度氨氮废水的自养菌生长的限制性底物;实验中发现在温度为28~32℃,pH为7.0~7.9,溶解氧为0.5~1.Omg/L,水力停留时间(HRT)为1d时能较好的实现匹配厌氧氨氧化的亚硝化工艺。 利用具有全程自养脱氮的生物膜能较快的实现厌氧氨氧化反应器的启动,有机物(COD)对厌氧氨氧化的影响主要是由于其加速了异养菌的繁殖,出现亚硝态氮的积累致使厌氧氨氧化反应受到抑制,通过添加厌氧氨氧化的中间产物(约0.7mg/L羟胺)可解除抑制。联合工艺在进水氨氮浓度约为600mg/L时,出水的氨氮、亚硝态氮、硝态氮平均浓度分别为40mg/L、27mg/L、56.5 mg/L,氨氮平均去除率为93.3%,总无机氮平均去除率为79.2%。