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随着工、农业的发展,大量的含氮废水进入环境中,造成水体富营养化、消耗水体中的溶解氧、对人及生物有毒害。传统的硝化反硝化脱氮工艺处理流程长、造价高、动力消耗大、效率低和处理成本高,在实际应用中处理高氨氮废水问题较多。短程硝化-厌氧氨氧化工艺具有不需要添加有机碳源,能够节省曝气量、运行费用低等优点,成为了研究的热点,但是该工艺仍然存在许多缺点,例如厌氧氨氧化污泥少,ANAMMOX菌驯化培养慢,启动工艺时间长,反应器运行不稳定等问题,且目前研究主要集中在低氨氮浓度、低盐分废水条件下运行,因此本课题主要研究内容为厌氧氨氧化反应中ANAMMOX菌的快速驯化富集和低氨氮条件下快速启动短程硝化-厌氧氨氧化工艺以及在高氨氮高盐分废水时对该工艺产生的影响。为了缩短短程硝化-厌氧氨氧化工艺启动时间,本试验通过利用顶部装有三相分离器的反应器富集和驯化ANAMMOX菌,希望能够缩短驯化时间,为短程硝化-厌氧氨氧化工艺提供高活性的启动污泥。为实现AOB和ANAMMOX菌在一个反应器内共生,同时提高反应器截留污泥的能力,提高反应器内部的污泥浓度,本试验研发出的新型反应器作为短程硝化-厌氧氨氧化工艺的运行反应器,其中反应器主要由固定式组合填料和三相分离器组合而成。为了防止短程硝化-厌氧氨氧化工艺启动初期时溶解氧对ANAMMOX菌的抑制,试验进水通过额外添加NO2--N的方式,减少了初期曝气量,更加有利于微生物在填料表面附着,为ANAMMOX菌生长提供更好的环境。后期试验同时提高进水NH4+-N浓度和盐分含量,研究在进水高氨氮高盐分条件下对短程硝化-厌氧氨氧化产生的影响。所获试验结果主要如下所示:(1)采用顶部装有三相分离器的反应器富集和驯化ANAMMOX菌,经过80d运行成功完成了ANAMMMOX菌的驯化培养。其中NH4+-N去除率为90%,NO2--N去除率为98%,TN去除率为84%。总氮负荷由原来的0.42kg·m-3·d-1增加到2.52kg·m-3·d-1。(2)启动短程硝化-厌氧氨氧化工艺时,进水NH4+-N浓度为200mg/L,进水NO2--N浓度由最初的110mg/L经过15d后逐渐降为0mg/L。温度在30±1℃,经过22d成功启动短程硝化-厌氧氨氧化工艺,其中NRR达0.2 kgm-3d-1,TN去除率在80%,短程硝化-厌氧氨氧化工艺在该条件下能够正常运行。本试验设计的新型反应器能够提高污泥量和挂膜速度,缩短了短程硝化-厌氧氨氧化工艺的启动时间。(3)进水为高氨氮高盐废水时会对反应器严重抑制现象。在短程硝化-厌氧氨氧化反应器中,当进水NH4+-N浓度从800mg/L增加为1600mg/L,盐分浓度为19000mg/L时,进水总氮负荷为1.0 kg·m-3·d-1时,TN去除率从90%降为16%。在该条件下会造成出水NO2--N和NH4+-N大量积累,ANAMMOX菌活性严重受到抑制。(4)当短程硝化-厌氧氨氧化工艺因高氨氮高盐废水受到抑制时,可以通过降低进水氨氮浓度、盐分含量及氮负荷的方式恢复短程硝化-厌氧氨氧化工艺的活性。在短程硝化-厌氧氨氧化反应器中,降低进水NH4+-N浓度由1600 mg/L降为1000 mg/L,盐分由19000 mg/L降为12000 mg/L,同时降低进水总氮负荷为0.5kg·m-3·d-1。反应器经过20d的运行,反应器恢复了活性,运行状况良好。