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厌氧氨氧化是目前最经济的生物脱氮途径,在废水脱氮领域具有良好的应用前景。但是,废水中复杂的有机物对厌氧氨氧化微生物活性的干扰以及在实际工程中厌氧氨氧化工艺难以很好控制等问题限制了厌氧氨氧化工艺的广泛应用。为此,本文以长期连续培养的厌氧氨氧化微生物为对象,首先研究了常见糖类及其他有机物对厌氧氨氧化活性的影响;其次初步探索了厌氧氨氧化微生物利用有机营养的情况,深入研究了葡萄糖条件下硝酸盐为电子受体的反应特性;最后以多因素联合控制的方法启动了短程硝化工艺,并将其中一个反应器驯化为CANON反应器,结果表明:
1.在众多有机物中,糖类对厌氧氨氧化反应具有特殊的促进作用。低浓度糖类促进厌氧氨氧化反应,高浓度糖类对厌氧氨氧化反应的促进作用不明显。
2.除了可利用无机碳源生长外,厌氧氨氧化微生物可利用糖类作为唯一的有机碳源进行反应,表现出有机营养特性。
3.在葡萄糖条件下,厌氧氨氧化微生物能利用硝酸盐作电子受体发生典型的硝酸盐型反硝化反应。在反硝化过程中由硝酸盐产生并累积中间产物亚硝酸盐。葡萄糖条件下厌氧氨氧化微生物不但具有硝酸盐还原的代谢途径,同时还保留着厌氧氨氧化途径,两种途径相辅相成。
4.本文通过控制进水氨氮在400 mg·L-1、污泥龄长、DO小于0.6 mg·L-1、pH在7.5~8.0,以完全混合连续流反应器,在常温条件下经过41天的运行,成功启动了短程硝化反应器并运行稳定。
5.本文在室温、pH在7.8~8.2条件下,经过120 d的运行,成功地在启动了CANON工艺,总氮去除率达近80%且运行稳定。CANON反应器启动经过亚硝化与CANON启动两个阶段,CANON反应器启动成功的现象为:①污泥开始产气;②反应前后有明显的总氮损失,且总氮损失逐步升高。