厌氧氨氧化的化学过程是由厌氧氨氧化菌将通过亚硝酸盐(NO2--N)作为电子受体将铵(NH4+-N)氧化为氮气(N2),并产生微量的硝酸盐(NO3--N)(式(1))。许多研究者对厌氧氨氧化过程在不同构型的反应器的进行了调查[1-4]。
NH4+ + 1.32NO2- + 0.066HCO3- + 0.13H+→1.02N2 + 0.256NO3- + 0.066CH2O0.5N0.15 + 2.03H2O (1)
在SBR中,厌氧氨氧化过程的脱氮速率(NRRs)从0.26〜9.40 kg N m-3 d-1。当使用上流式厌氧污泥床反应器(UASBs)处理废水时,NRR高达5 kg Nm-3 d-1。生物膜反应器是另一种广泛使用的厌氧氨氧化反应器。在研究中取得获得的NRR为1.6-26.0 kg N m-3 d-1[5-11]。
麦卡蒂和同事在斯坦福大学研发的厌氧折流板反应器(ABR)被描述为一系列UASBs,因为该反应器被隔板分为几个隔室。一个典型的ABR由一系列垂直挡板组成,废水直接从入口流入出口流出。无论是处理油污废水或者是低强度溶解性废水,ABRs一直表现出稳定的污染物去除性能。但是,反应器在运行过程中发生堵塞等现象。过剩基质中有毒物例如NO2--N在隔室中累积将会抑制细菌生长和代谢[2,16]。序批式反应器另一个缺点是隔室内残余过多基质。限制反应速率[12-17]。
最近的研究表明ABR对于含氮废水具有潜在处理能力[14, 16]。然而,对于ABR构造问题的解决是非常有必要的。一些研究者已尝试结合厌氧和好氧处理,其中包括ABR-好氧生物膜反应器,ABR-完全搅拌槽反应器以及在改造的ABR中进行厌氧-好氧过程.Lu等人采用ABR-SBR组合系统,处理高盐度污水。取得了满意的效果[18, 23]。
流向切换式的序批式反应器被用来解决基质转化问题。通过改变进水流向可以解决长期的基质超载和营养不足的问题。本文的研究目的是在流向切换的厌氧氨氧化序批式反应器中采用不同的进水方式处理含氮废水,并且对不同进水方式中反应器的脱氮性能、稳定性和污泥颗粒特性都进行了评估。来!自-优.尔,论:文+网www.youerw.com
2.材料与方法
2.1 接种污泥和厌氧氨氧化反应器
实验中使用的流向切换式SBR反应器的有效体积为4L。反应器接种的厌氧氨氧化污泥来自实验室运行反应器。接种污泥之后,反应器的悬浮固体浓度(SS)和挥发性悬浮固体浓度(VSS)分别是10.4和6.9g L-1。反应器运行在35±1℃恒温培养箱中,运行过程分为2个阶段,常规的SBR是从第1天到220天(图1A),流向切换式的SBR是从221天到354天,这个阶段每10天变换一次进水流向(图1A和1B)。