銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案

高氨氮廢水主要來源于畜禽養(yǎng)殖、垃圾滲濾液、皮革廢水、焦化廢水以及化肥廠等生產(chǎn)過程。高氨氮廢水未經(jīng)處置直接排放容易惹起水中藻類及其他微生物大量繁衍，招致水體富營養(yǎng)化;高氨氮廢水排入自來水廠，會招致水廠運(yùn)轉(zhuǎn)毛病而形成飲用水異味;處置高氨氮廢水過程會產(chǎn)生大量硝酸鹽及亞硝酸鹽，長期飲用含有這類產(chǎn)物的水會誘發(fā)高鐵血紅蛋白血癥，嚴(yán)重影響居民身體安康。

　　高氨氮工業(yè)廢水處理主要有生物法、化學(xué)法、物理法三種，其中生物法具有經(jīng)濟(jì)有效、無二次污染等特性，是目前公認(rèn)最具開展前景的氨氮處置辦法。傳統(tǒng)生物脫氮處置工藝，固然可以有效去除氨氮，但存在碳源、溶解氧缺乏，有大量剩余污泥等問題，為此，降生了許多新型生物脫氮技術(shù)，例如短程硝化反硝化工藝、同步硝化反硝化工藝及厭氧氨氧化工藝等，其具有經(jīng)濟(jì)性能好、脫氮效率高等明顯優(yōu)勢，但依然存在一定的應(yīng)用瓶頸。近20年來，好氧顆粒污泥因其致密的構(gòu)造、良好的沉降性能、耐沖擊負(fù)荷才能和多功用菌群等諸多優(yōu)勢，成為廢水生物處置范疇的新興技術(shù)，且對高氨氮廢水具有良好的去除效果，同時降解有毒、有害物質(zhì)，已遭到越來越多的關(guān)注。因而，研討好氧顆粒污泥對高氨氮廢水的處置效果及影響要素具有重要的理論意義和理論價值。

　　據(jù)此，本文對好氧顆粒污泥處置高氨氮廢水范疇實行調(diào)研，討論了好氧顆粒污泥技術(shù)在處置垃圾滲濾液、化肥工業(yè)污水、畜禽養(yǎng)殖廢水的研討現(xiàn)狀及處置效果，好氧顆粒污泥構(gòu)成機(jī)理及主要影響要素，最后對好氧顆粒污泥技術(shù)處置高氨氮廢水工程應(yīng)用前景實行了瞻望。

　　一、好氧顆粒污泥技術(shù)處置高氨氮廢水研討現(xiàn)狀

　　據(jù)報道，好氧顆粒污泥技術(shù)目前曾經(jīng)在畜禽養(yǎng)殖廢水、化肥工業(yè)廢水、垃圾滲濾液等高氨氮廢水范疇展開研討。研討標(biāo)明，好氧顆粒污泥與傳統(tǒng)絮狀污泥相比具有良好的沉降性能、高生物量、集多種微生物于一體等特性，使其在處置某些高濃度有機(jī)廢水、難降解廢水、高氨氮廢水時仍能堅持較好的去除效果。好氧顆粒污泥處置高氨氮廢水局部示例見表1。

　　垃圾滲濾液主要來源于填埋場，具有高氨氮、低生化性、含鹽高、重金屬多等特性，其中高氨氮是處置過程中一大難題。目前，處置垃圾滲濾液主要以物化法和生物法為主，物化法處置高氨氮廢水，主要經(jīng)過氨吹脫塔來實行去除，同時調(diào)理pH、溫度等，這無疑增加運(yùn)營本錢。生化法，主要是在處置高氨氮廢水時會產(chǎn)生大量游離氨招致生物活性降低，影響工藝正常運(yùn)轉(zhuǎn)。好氧顆粒污泥具有高生物量、沉降性好、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)等優(yōu)勢，適用于處置高氨氮廢水。Wei等向GSBR反響器中接種好氧顆粒污泥處置垃圾滲濾液，反響器內(nèi)呈現(xiàn)同步硝化反硝化現(xiàn)象，且當(dāng)氨氮濃度提升至788mg/L，反響器內(nèi)呈現(xiàn)短程硝化反硝化，大量亞硝酸鹽累積。好氧顆粒污泥由內(nèi)向外厭氧、兼氧、好氧的特殊構(gòu)造，處置高氨氮廢水過程產(chǎn)生游離氨有助于氨氧化菌的富集，促進(jìn)短程硝化反硝化工藝完成，為處置垃圾滲濾液提供了新方向。

　　化肥行業(yè)生產(chǎn)排放的高氨氮廢水，主要來源于企業(yè)生產(chǎn)尿素、氨等化肥過程。蔡佳青研討好氧顆粒污泥對高氨氮化肥企業(yè)廢水處置效果，顆粒污泥經(jīng)過46天的培育及馴化對污染物有良好去除效果，穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)期間COD、氨氮均勻去除效率約94.2%，89.8%。劉浩同等樣發(fā)現(xiàn)，好氧顆粒污泥對化肥工業(yè)廢水中COD、氨氮去除效果良好，均勻去除率分別達(dá)93.5%和89.2%，總氮去除率維持在66.5%以上。

　　作為典型高氨氮廢水-畜禽養(yǎng)殖廢水，好氧顆粒污泥對其同樣具有良好去除效果。相較于傳統(tǒng)SBR工藝，好氧顆粒污泥在去除高濃度豬場廢水及沼液具有潛在優(yōu)勢。謝磊等首先應(yīng)用城市生活污水勝利培育出好氧顆粒污泥，再處置高濃度豬場廢水;在氨氮濃度穩(wěn)定在800mg/L左右條件下，COD、氨氮去除率不斷穩(wěn)定在80%以上，去除效果良好。王曉春同等樣研討好氧顆粒污泥對畜禽養(yǎng)殖廢水處置效果，反響器經(jīng)過35天穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，COD、氨氮均勻去除率為98.56%、86.14%，另外好氧顆粒污泥對畜禽養(yǎng)殖廢水中四環(huán)素也有去除效果

　　二、好氧顆粒污泥的特性、構(gòu)成機(jī)理及影響要素

　　2.1好氧顆粒污泥的特性

　　好氧顆粒污泥是活性污泥在好氧條件下經(jīng)過構(gòu)成高選擇壓，促進(jìn)微生物自凝聚，從而構(gòu)成外觀規(guī)則、構(gòu)造緊湊、輪廓明晰的生物聚合體。好氧顆粒污泥受進(jìn)水水質(zhì)和接種污泥的不同構(gòu)成顆粒普通有淡黃、棕色和黃色，粒徑普通在0.20-5.00mm之間，通常外觀呈球形或橢球形，其特殊的構(gòu)造能夠構(gòu)成厭氧-好氧環(huán)境，從而為不同微生物生長提供場所，完成同步脫氮除磷。

　　2.2好氧顆粒污泥的構(gòu)成機(jī)理

　　好氧顆粒污泥是在好氧條件下，經(jīng)過高選擇壓促使微生物實行自固定而構(gòu)成的顆粒污泥，其自身是一種特殊的生物膜，其構(gòu)成過程包括物理、化學(xué)及生物多種共同作用。目前國內(nèi)外研討者，經(jīng)過不同手腕，如高通量測序、熒光原位雜交等從不同角度探究好氧顆粒污泥的構(gòu)成，提出不同的機(jī)理假說。

　　2.2.1胞外多聚物(EPS)假說

　　胞外聚合物(EPS)是在特定環(huán)境條件下微生物為抵御外界條件的改動而分泌一種高粘性聚合物，其成分主要以蛋白質(zhì)、多糖、腐殖酸為主，還有局部DNA、脂肪、脂類及一些無機(jī)物。其中蛋白質(zhì)能夠改動細(xì)胞間疏水性，降低細(xì)胞外表的自在能，加強(qiáng)微生物之間粘連，從而構(gòu)成構(gòu)造致密、穩(wěn)定的好氧顆粒污泥。另一主要成分多糖，主要散布在顆粒污泥內(nèi)部及菌膠團(tuán)細(xì)胞間隙，能夠維持所構(gòu)成顆粒污泥的完好性，與附著在顆粒外表的絲狀菌嵌合構(gòu)成好氧顆粒污泥，在構(gòu)成過程中起骨架作用。

　　2.2.2微生物自凝聚假說

　　自凝聚是指微生物在恰當(dāng)?shù)臈l件下為應(yīng)對外界環(huán)境改動而實行自我調(diào)理，改動本身特征發(fā)作凝聚，從而構(gòu)成生物活性高、沉降性能好、密度大的生物聚合體，隨后漸漸進(jìn)化，最終構(gòu)成好氧顆粒污泥

　　2.2.3絲狀菌假說

　　研討標(biāo)明，當(dāng)接種污泥當(dāng)中含有絲狀菌時，會將系統(tǒng)中球菌、桿菌及小顆粒等互相銜接、纏繞構(gòu)成顆粒污泥。當(dāng)接種污泥中絲狀菌占優(yōu)勢時，大量細(xì)菌會以絲狀菌為載體實行吸附性生長，其相當(dāng)于骨架作用，在剪切力、沉降時間改動下，構(gòu)成好氧顆粒污泥。林勇山等研討發(fā)現(xiàn)經(jīng)過向絮狀活性污泥中接種局部絲狀菌，能夠在15天就培育出理化性能良好的好氧顆粒污泥，大大縮短顆?；瘯r間。

　　2.3影響好氧顆粒污泥構(gòu)成的主要要素

　　好氧顆粒污泥構(gòu)成是一個復(fù)雜的過程，包括物理、化學(xué)和生物共同作用。在有氧條件下，由絮狀污泥逐漸向顆粒污泥轉(zhuǎn)化，這一過程也遭到不同要素影響，比方有機(jī)負(fù)荷及組成、水力剪切力、沉降時間、反響器結(jié)構(gòu)及金屬離子等。

　　有機(jī)負(fù)荷過低，微生物生長遲緩；有機(jī)負(fù)荷過高形成系統(tǒng)內(nèi)絲狀菌大量繁衍，影響反響器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，適合顆粒污泥構(gòu)成有機(jī)負(fù)荷范圍在2.50-15kgCOD/(m3-d)。王芳等問研討了不同有機(jī)負(fù)荷下(1.58kg/(m3.d)、14.12kg/(m3.d))好氧顆粒污泥對污染物去除效果，發(fā)如今兩種負(fù)荷條件下顆粒污泥對污染均有良好去除效果，但高負(fù)荷下顆粒污泥的沉降性能比低負(fù)荷條件下好，且在低負(fù)荷下呈現(xiàn)了污泥收縮現(xiàn)象。因而適合的有機(jī)負(fù)荷有利于好氧顆粒構(gòu)成

　　水力剪切力在顆粒構(gòu)成及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)過程中同樣具有重要作用。在序批式SBR反響器中，水力剪切力主要來源于氣體活動，污泥在水力剪切力作用下互相碰撞，最后構(gòu)成好氧顆粒污泥。研討標(biāo)明只要當(dāng)反響器水力剪切力進(jìn)步到一定程度，好氧顆粒污泥才會構(gòu)成。Liu等研討標(biāo)明只要當(dāng)反響器內(nèi)上升流速大于1.2cm.s-1時，顆粒污泥才會構(gòu)成;隨著上升流速增加，顆粒污泥外觀越來越規(guī)則，密度、強(qiáng)度越來越，還會促進(jìn)微生物分泌大量EPS，細(xì)胞疏水性加強(qiáng)，有助于構(gòu)成構(gòu)造嚴(yán)密好氧顆粒污泥，維持反響器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　沉降時間是影響污泥顆?；闹匾?，在顆粒污泥構(gòu)成過程中主要是對微生物實行挑選，將沉降性差的污泥排出反響器，留下沉降性良好的污泥進(jìn)而完成顆?；?。Qin等研討發(fā)現(xiàn)只要當(dāng)沉降時間低于15min時，才會呈現(xiàn)好氧顆粒污泥，當(dāng)沉降時間小于5min時，顆粒污泥在反響器當(dāng)中占領(lǐng)主導(dǎo)作用。同時在較短的沉降時間下，反響器當(dāng)中的EPS含量明顯增加，微生物活性及細(xì)菌外表的疏水性明顯加強(qiáng)，顆?；M(jìn)程也明顯加快。

　　三、好氧顆粒污泥處置高氨氮廢水的影響要素

　　3.1有機(jī)負(fù)荷的影響

　　有機(jī)負(fù)荷(OLR)對顆粒的構(gòu)成與穩(wěn)定有一定影響，有機(jī)負(fù)荷變化會產(chǎn)生不同選擇壓，富集不同微生物菌群影響污泥的顆?；胺€(wěn)定性皿研討標(biāo)明，在較低有機(jī)負(fù)荷下，好氧顆粒污泥內(nèi)部容易發(fā)作水解，招致顆粒污泥內(nèi)部呈現(xiàn)空泛而崩潰，影響反響器的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn);當(dāng)有機(jī)負(fù)荷過高時，顆粒污泥中微生物快速增長，顆粒粒徑變大招致，顆粒構(gòu)造變得疏松，穩(wěn)定性變差。王香蓮在培育好氧顆粒污泥過程中頻繁改動氨氮濃度形成顆粒污泥穩(wěn)定性削弱，呈現(xiàn)顆粒崩潰;當(dāng)進(jìn)水COD為2200mg/L，氨氮濃度為240mg/L，出水氨氮、亞硝酸鹽均檢測不出，TN去除率高達(dá)70%，去除效果良好。

　　3.2溶解氧的影響

　　在較低高溶解氧(DO)下由于傳質(zhì)阻力的存在會招致顆粒內(nèi)部由于供氧缺乏而產(chǎn)生厭氧代謝，同時絲狀菌大量繁衍，嚴(yán)重影響顆粒污泥的穩(wěn)定性，以至不能構(gòu)成好氧顆粒污泥;恰當(dāng)?shù)?/font>DO濃度促進(jìn)顆粒污泥的構(gòu)成及生長，顆粒粒徑散布也比擬集中;但DO過高，由于水力剪切力的作用招致顆粒污泥崩潰，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。黃國玲等研討發(fā)現(xiàn)氨氮濃度從300mg/L逐漸提升至900mg/L，pH為8，曝氣量為75L/h時，脫氮效果最佳，氨氮去除率維持在96.7%以上;曝氣量較低會招致DO缺乏，顆粒污泥之間互相碰撞幾率減少，曝氣量過大會招致顆粒內(nèi)部厭氧區(qū)的空間減少，不利于反硝化實行。董苗苗等研討發(fā)現(xiàn)污泥的沉降性能、胞外聚合物中多糖(PS)含量隨著DO的升高而增加，而胞外聚合物中蛋白質(zhì)(PN)根本不變，且在較高DO條件下局部顆粒污泥呈現(xiàn)崩潰。