维普资讯 http://www.cqvip.com ｌｌ８ 广东农业科学２００８年第６期 高负荷条件下厌氧氨氧化处理 猪场废水启动效果研究 何占飞，付永胜，荀方飞，汪则灵 （西南交通大学环境科学与工程学院，四川成都６１００３１） 摘要：以厌氧反硝化泥为接种污泥启动厌氧氨氧化反应器后处理猪场废水的研究结果表明，高负荷处理条件下对废 水的ＮＨ４＊－Ｎ、ＣＯＤ、ＮＯ 一Ｎ最高去除率分别为６０％、８０％、９９％，平均去除率分别为４５％、７５％、７５％。 关键词：厌氧氨氧化：猪场废水；启动；效果 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－８７４Ｘ（２００８）０６一Ｏｌ１８－０２ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｌｏａｄ ｓｔａｒｔ－ｕｐ ｏｆ ＡＮＡＭＭＯＸ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｐｉｇｇｅｒｙ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ＨＥ Ｚｈａｎ－ｆｅｉ，ＦＵ Ｙｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＸＵＮ Ｆａｎｇ－ｆｅｉ，ＷＡＮＧ Ｚｅ—ｌｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｗｉｔｈ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｓｌｕｄｇｅ ａｓ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｎｇ ｓｌｕｄｇｅ，ｔｈｅ ｓｔａｒｔ—ｕｐ ｏｆ ＡＮＡＭＭＯＸ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｔｒｅａｔ ｔｈｅ ｄｉｌｕｔｅｄ ｐｉｇｇｅｒｙ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＮＨ４＋－Ｎ，ＣＯＤ，ＮＯ２一Ｎ ｈｉｇｈｅｓｔ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｌｏａｄ ｒｅａｃｔｏｒ ｉｓ ６０％，８０％，ａｎｄ ９９％，ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｍｏｖ￣ｒａｔｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｌｏａｄ ｒｅａｃｔｏｒ ｉｓ ４５％，７５％，７５％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＮＡＭＭＯＸ；ｐｉｇｇｅｒｙ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｓｔａｒｔ；ｅｆｆｅｃｔ 厌氧氨氧化 ｆＡｎａｅｒｏｂｉｃ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ， ＡＮＡＭＭ０Ｘ１工艺与传统的硝化反硝化工艺相比，在 对高氨氮、低碳氮比的废水处理上显示了极大的优 １材料与方法 １．１试验材料 越性，如具有耗氧能耗小、剩余污泥少、无需外加有 机物作为电子供体等特点。一直以来，科技工作者 都对厌氧氨氧化及其工艺进行了深入的研究。例 如，Ｓｔｒｏｕｓ￣’Ｉ等用生物固定床和生物流化床反应器研 处理前猪场废水的水质指标为：ｐＨ ７．４～８．０，ＣＯＤ ３３ ６２０．５６ ｍｇ／Ｌ，ＮＨ 一Ｎ １ ７１８。２６ ｍｇ／Ｌ，ＳＳ ８ ００ｏ～ ９ ０００ ｍｇ／Ｌ，ＮＯ３一Ｎ ３０．２４ ｍｇ／Ｌ，属于典型的高浓度有 机废水。猪场废水在试验前进行预处理和稀释，符合 启动厌氧氨氧化反应器的标准（ｐＨ７．４～７．６，ＣＯＤ２００～ ４００ ｍｇ／Ｌ，ＮＨ４＋－Ｎ ２６０－３００ ｍｇ／Ｌ，ＮＯ２－Ｎ＜Ｉ １０ ｍｇ，Ｌ）。接 种污泥采用厌氧反硝化泥，呈灰黑色，污泥性状一般， 究了厌氧氨氧化污泥的特性，结果表明氨氮和硝态 氮的去除率分别高达８２％和９９％。Ｍａｒｃ等【２］研究了 不同反应器中厌氧氨氧化的情况，结果证明固定床 和流化床反应器都适合厌氧氨氧化的进行，经过 １５０ ｄ的试验，在固定床和流化床反应器中，氨氮的 去除率分别为８８％和８４％，亚硝基氮的去除率达到了 ９９％。荷兰Ｄｅｌｔ技术大学的Ｖａｎ等ｌｆ １利用ＡＮＡＭＭＯＸ 悬浮的絮状污泥较多。 试验采用的厌氧序批式生物反应器为５００ ｍＬ容 量瓶（容量瓶上口径５ ｃｍ、下口径８ ｃｍ、高１６ ｃｍ，有 效高度为１２ ｃｍ），启动反应器的电子供体和电子受体 为氯化铵和亚盐。 １．２试验方法 ］二艺处理高氨氮浓度（１ ０００～１ ５００ ｍｇ／Ｌ）废水，经过 ２年连续运行．序批式生物反应器中超过８０％的 ＮＨ４＋－Ｎ转化为氮气。本试验以厌氧反硝化泥为接种 污泥启动厌氧氨氧化反应器来处理稀释的猪场废水 试验在厌氧氨氧化反应器进行。以厌氧反硝化泥 为接种污泥，并以氯化铵和亚盐启动厌氧氨氧化 反应器、然后在猪场废水进水ｐＨ值为７．４２、出水ｐＨ值 并研究其效果，以期为高浓度的养殖有机废水处理 提供技术参考。 收稿日期：２ｏｏ８一ｏ３一ｌｌ 作者简介：何占飞（１９８２一），男，在读硕士生 为７．５ １、ＤＯ为０．２￣０．８ ｍｇ／Ｌ、温度为２８～３２ 的条件下运 行３３ ｄ。试验在猪场废水厌氧氨氧化处理１、４、７、ｌ０、ｌ３、 ｌ６、ｌ９、２２、２５、２７、３０、３３ ｄ后分别取样测定进水和出水 维普资讯 http://www.cqvip.com
中的ＮＨ４＋－Ｎ、ＮＯ２－Ｎ、ＣＯＤ含量，其中ＮＨ Ｎ含量采用 纳氏试剂光度法测定，ＮＯｚ—Ｎ含量采用Ｎ一（１一萘基）一乙 二胺光度法测定，ＣＯＤ含量采用重铬酸钾法测定［４１。 ２结果与分析 ２．１猪场废水的ＮＨ４￣一Ｎ和ＣＯＤ去除效果 厌氧氨氧化反应器在处理前１６ ｄ采用低负荷进 水，在处理后１６ ｄ开始改为高负荷进水。从表ｌ可以 看出，处理后ｌ一１６ ｄ期间，ＮＨ４￣一Ｎ去除率波动较大， 属于低浓度进水的初期驯化阶段；处理后１６～２２ ｄ期 间，出水ＮＨ４－Ｎ浓度一直低于进水ＮＨ４￣一Ｎ浓度，但 ＮＨ４十一Ｎ去除率仍出现较大的波动，属于高负荷进水的 活性迟滞期。由表２可知，处理后１６～２２ ｄ期间，ＣＯＤ 的出水浓度一直低于进水浓度，但ＣＯＤ去除率也有很 大的波动，可能是由于改变进水浓度对ＣＯＤ的去除造 成了影响 表１ 高负荷反应器进出水的ＮＨ Ｎ去除情况 表２高负荷反应器进出水的ＣＯＤ去除情况 从表１、表２还可以看出，在处理２２ ｄ以后，反应 器的工作性能逐步改善，虽然出水的ＮＨ４＊－－Ｎ浓度还 存在波动，但ＮＨ４＋一Ｎ去除率基本呈上升趋势，最高达 ４４％左右，为活性提高期；在此阶段，ＣＯＤ的去除率一 直保持上升趋势，出水的ＣＯＤ浓度较低。此外，ＣＯＤ １１９ 的进水浓度和出水浓度的变化趋势一致，当进水ＣＯＤ 浓度偏高时，表明对厌氧氨氧化有一定的抑制影响。但 由于试验时间较短，ＮＮＨ２一Ｎ和ＣＯＤ的去除效果尚未 达到最好，因此认为在本试验期间并未出现活性稳定 期。 ２．２猪场废水的Ｎ０２一Ｎ去除效果 从表３可以看出，在处理２２ ｄ前，ＮＯ 一Ｎ的去除 率均大于９５％，保持了较高的去除率；处理２２ ｄ之 后，虽然ＮＯ 一Ｎ去除率有所波动，但总体的去除效果 很好。由于试验时间较短，猪场废水ＮＯ 一Ｎ的去除率 有所波动，并未达到稳定的较高去除率。但随着系统厌 氧氨氧化菌混培物的逐步形成，估计系统出水ＮＯ 一Ｎ 会恢复低浓度状态，去除率应有所提高。 表３高负荷反应器进出水的ＮＯｒＮ去除情况 ３结语 在猪场废水厌氧氨氧化生物脱氮试验中，高负荷 处理条件下对废水的ＮＨ４＋－Ｎ、ＮＯ 一Ｎ、ＣＯＤ最高去除 率分别为６０％、９９％、８０％，平均去除率分别为４５％、 ７５％、７５％。由于试验时间较短，因此没有达到稳定的 较高去除率，但ＮＨ４＋－Ｎ、ＣＯＤ的去除率呈稳定提高的 趋势，因而推断，厌氧氨氧化生物脱氮工艺完全能够获 取较高的生物脱氮效率。 参考文献： 【ｌ】 Ｓｔｏｒｕｓ Ｍ，Ｈｅｉｊｎｅｎ Ｊ Ｊ，Ｇ Ｋｕｅｎｅｎ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｂａｔｃｈ ｒｅａｃｔｏｒ ａｓ ａ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｌｏｗｌｙ ｇｒｏｗｉｎｇ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ａｍｍｏｎｉｕｍ－ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ［Ｊ］． Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９８，５０：５８９— ５９６． 【２】Ｍａｒｃ Ｓｔｒｏｕ．￣Ｅｒｉｃ Ｖａｎ Ｇｅｒｖｅｎ，Ｐｉｎｇ Ｚｈｅｎｇ ｅｔ ａＬ Ａｍｍｏｎｉｕｍ ｌ＇ｅｍｏｖａ］ｆｒｏｍ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗａｓｔｅ ｓｔｒｅａｍｓ ｗｉｔｈ ｔｌｌｅ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ（ＡＮＡＭＭＯ￣Ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅａｃｔｏｒ ｃｏｎｉｆｇｕｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓ，１９９７，３１（８）：１９９５－１９６２． 【３】Ｖａｎ Ｄｏｎｇｅｎ Ｕ’Ｊｅｔｔｅｎ Ｍ Ｓ Ｍ，Ｖａｎ Ｌｏｏｓｄｒｅｃｈｔ Ｍ Ｃ＾，Ｌ Ｔｈｅ ＳＨＡＲ０Ｎ－ＡＮＡＭＭ０Ｘ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｒｉｃｈ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ［￣Ｗａｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，２２（１ １８－２１． 【４】《水和废水监测分析方法》编委会．水和废水监测分析方法 （第三版）叫ｌ北京：中国环境科学Ｈ｛版社，１９９８：２５３－－２６６．