厭氧氨氧化污水處理技術(shù)
厭氧氨氧化工藝是一項(xiàng)新興的污水處理技術(shù),它的脫氮效果比較明顯。在實(shí)際應(yīng)用的過程中,其工藝技術(shù)流程運(yùn)行的時(shí)間短,而且相關(guān)成本費(fèi)用比較低,所以在厭氧氨氧化工藝技術(shù)出現(xiàn)的同時(shí),便受到了很多相關(guān)研究人員與社會(huì)學(xué)者的廣泛關(guān)注。
1、厭氧氨氧化工藝的原理
厭氧氨氧化是指在厭氧條件下,厭氧氨氧化菌以NH3-N為電子供體,以NO2-N為電子受體,將NH3-N和NO2-N同時(shí)轉(zhuǎn)化成N2,以實(shí)現(xiàn)廢水中氮素的脫除。鄭平通過研究厭氧氨氧化菌混培物的基質(zhì)轉(zhuǎn)化特性,認(rèn)為除被證實(shí)的硝酸鹽外,NO2-N和N2O也能作為厭氧氨氧化的電子受體,將NH3-N轉(zhuǎn)化為N2。厭氧氨氧化工藝作為一種新型高效的脫氮技術(shù),與傳統(tǒng)的污水脫氮除磷工藝比較,具有耗氧量少、無需外加碳源、污泥產(chǎn)量低和無二次污染等眾多優(yōu)點(diǎn)。
2、厭氧氨氧化污水處理工藝的研究進(jìn)展
2.1高氨氯廢水的應(yīng)用研究
在現(xiàn)階段的發(fā)展過程中,污水處理厭氧氨氧化工藝的使用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一種是高氨氯廢水處理應(yīng)用,另一種是低氨氯廢水處理應(yīng)用。但是,這兩種方法在實(shí)際應(yīng)用效果中,比較明顯的還要屬高氨氯廢水處理技術(shù)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一是,污泥消化液處理在污水處理系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,起著至關(guān)重要的作用。在過去進(jìn)行污泥消化液的過程中,相關(guān)的工作人員只是對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的厭氧氨氧化處理,而不對(duì)其進(jìn)行特殊的脫氮處理。這種情況的出現(xiàn)不但嚴(yán)重的影響了后續(xù)工作人員脫氮的效率和質(zhì)量,還在一定程度上提升了系統(tǒng)運(yùn)作成本。因此在工作人員會(huì)應(yīng)用高氨氯廢水處理方法來完善污泥消化液處理過程中存在的不足,以此來提高處理質(zhì)量。
二是,人們?cè)谌粘5纳钪?,?huì)產(chǎn)生大量的垃圾,而且一些垃圾不能進(jìn)行充分的降解或通過一些環(huán)保的手段進(jìn)行處理,所以一些垃圾處理工程會(huì)選擇填埋的方式,對(duì)這些垃圾進(jìn)行處理。但是隨著時(shí)間的推移,這些被填埋的垃圾會(huì)產(chǎn)生一些化學(xué)元素以及一些積液,如碳、氮以及高氮氨化液等物質(zhì)。特別是高氮氨化液,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的產(chǎn)生,會(huì)慢慢的滲透到附近的水域中,從而對(duì)附近的水域造成影響。因此在污水處理廠對(duì)這種物質(zhì)進(jìn)行處理的時(shí)候,會(huì)使用高氨氯廢水處理手段或是全自氧脫氮手段。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,這兩種方法處理高氮氨化液的效果較其他方式明顯,去除相應(yīng)物質(zhì)的概率能達(dá)到90以上。
三是,豬場(chǎng)廢水屬于禽畜廢水中的一種,由于飼料和豬糞便等原因會(huì)形成高氨氯廢水,在進(jìn)行豬場(chǎng)廢水處理時(shí),采用厭氧氨氧化污水處理工藝主要是在SBR容器中進(jìn)行,溫度要控制在33℃左右,HRT為1.2d,通過研究數(shù)據(jù)測(cè)試發(fā)現(xiàn),利用厭氧氨氧化污水處理工藝,可以將豬場(chǎng)廢水之中NH3-N去除98?左右,而NO3-N的去除率可以達(dá)到99%。
四是,焦化廢水中厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用,利用厭氧氨氧化工藝處理焦化廢水,工藝處理溫度以34℃為最佳,HRT為33小時(shí),通過研究數(shù)據(jù)表明,利用厭氧氨氧化工藝處理濃度為80mg/L的NH3-N與NO3-N焦化廢水時(shí),經(jīng)處理可去除NH3-N與NO3-N含量86%以上,并且將水體的PH值還原到6.5。
2.2低氨氮廢水的應(yīng)用進(jìn)展
近年來,不少研究人員對(duì)厭氧氨氧化工藝在低氨氮廢水中的應(yīng)用開展了大量研究。Kuypers等人在黑海中發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化菌能夠高效地消耗從黑海表層區(qū)域進(jìn)入到下層厭氧區(qū)的無機(jī)氮,說明在氨氮含量極低的條件下厭氧氨氧化反應(yīng)也能順利進(jìn)行。付麗霞采用厭氧復(fù)合床,經(jīng)過165d成功啟動(dòng)了厭氧氨氧化反應(yīng)器,TN容積負(fù)荷達(dá)到0.17kg/(m3?d),NO2-N與NH3-N去除率分別為100%和93%。在低濃度氨氮條件下,朱月琪利用厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)以厭氧污泥混合河涌底泥為接種源啟動(dòng)了厭氧氨氧化反應(yīng)。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行4個(gè)月后出水趨于穩(wěn)定,當(dāng)NH3-N和NO2-N容積負(fù)荷分別為3.91g/(m3?d)和3.21g/(m3?d)時(shí),平均去除率分別為85.7%和98.8%。
3、厭氧氨氧化污水處理工藝發(fā)展方向
目前厭氧氨氧化技術(shù)的研究還不夠成熟,在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用仍存在局限性,尤其是我國(guó)在生物脫氮除磷技術(shù)的研究上起步晚,發(fā)展不迅速。但其實(shí)現(xiàn)了氨氮的最短途徑轉(zhuǎn)換,具有其它工藝無法比擬的高效、低耗、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn),因此加強(qiáng)該工藝在污水處理中的應(yīng)用是日后的研究重點(diǎn)。
今后仍需對(duì)在以下幾個(gè)方面做進(jìn)一步的研究:
(1)厭氧氨氧化菌及相關(guān)菌種的培養(yǎng)和馴化;
(2)探索厭氧氨氧化工藝的快速啟動(dòng)方法;
(3)研究垃圾滲濾液、焦化廢水等含有有毒物質(zhì)的污水對(duì)厭氧氨氧化的影響,試圖消除這些干擾因素的抑制;
(4)基于厭氧氨氧化技術(shù),探索能應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的有效的耦合工藝。
4、結(jié)語
在現(xiàn)階段的發(fā)展過程中,我國(guó)厭氧氨氧化污水處理工藝與一些能熟練應(yīng)用此方法的國(guó)家相比,還處于較落后的狀態(tài),而且很多污水處理相關(guān)的工作人員對(duì)厭氧氨氧化工藝還不是特別的了解,因此在實(shí)際運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的過程中,會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題。因此在未來污水處理事業(yè)的發(fā)展中,相關(guān)技術(shù)人員一定要加強(qiáng)對(duì)厭氧氨氧化工藝的研究力度,并探索出更多像厭氧氨氧化工藝一樣對(duì)污水處理有所幫助的技術(shù)。同時(shí)還要不斷提升污水處理工作人員對(duì)相關(guān)技術(shù)的認(rèn)知與學(xué)習(xí),讓他們?cè)诓粩嗵岣呶鬯幚碣|(zhì)量的同時(shí),促進(jìn)污水處理事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。(來源:哈爾濱工大博實(shí)環(huán)境工程有限責(zé)任公司)