一种CANON工艺处理低氨氮废水的新模式

北极星环保网讯:摘要:利用上流式污泥床反应器，以出水复氧回流的方式快速启动CANON工艺，并研究了启动及运行过程特征.结果表明，以出水复氧进行回流的方式可以快速启动并稳定运行CANON工艺；在污泥体积分数为25%，进水NH4+-N为157mg˙L-1，HRT为2h的条件下，经过50d的稳定运行，总氮去除速率NRR从1.31kg˙（m3˙d）-1逐渐升高到1.47kg˙（m3˙d）-1.

复氧回流的方式有效地控制了反应器内溶解氧的量，使得DO<0.01mg˙L-1，对系统中的NOB起到了良好的抑制效果，同时也为AnAOB提供了一个良好的生长环境；通过控制回流量的大小可以精确地控制NO2-的产生速率，使得与NO2-消耗速率达到一个良好的平衡状态，避免了NO2-的积累及其硝化反应的发生.因此，复氧回流CANON工艺在运行的稳定性方面表现出了很大的优势，为CANON工艺处理低氨氮废水提供了一个新模式.

关键词:厌氧氨氧化，全程自养脱氮工艺(CANON)，复氧回流，NOB的抑制

相对于传统的硝化反硝化脱氮技术，全程自养脱氮工艺(completelyautotrophicnitrogenremovalovernitrite，CANON)以其无添加碳源、脱氮速率高、污泥产率低、节约能源等优点越来越受到人们的关注.CANON工艺是在同一反应器中通过好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AnAOB)的协同作用达到自养脱氮的目的，AOB利用溶解氧把部分NH4+氧化为NO2-，AnAOB利用剩余的NH4+和生成的NO2-通过厌氧氨氧化技术进行脱氮.在这个过程中，提供溶解氧是实现亚硝化产生NO2-的前提，但是溶解氧同时也会对AnAOB产生抑制作用，并且有很多研究者报道由于溶解氧的原因造成硝化菌(NOB)快速增值，使得出水NO3-过高.

另外，不同的研究者对CANON工艺的研究发现反应器所需要控制的DO大小存在非常大的差别(0.1~2.53mg˙L-1)，即使在同样的DO条件下，脱氮效果也会由于AOB活性、污泥颗粒大小、NH4+浓度大小等因素而出现明显的波动[9].所以，对DO的有效控制，尤其是低氨氮废水，是实现CANON工艺稳定运行的关键因素.

目前的CANON工艺主要是以压缩空气曝气形式提供溶解氧，但是这种供气方式受曝气设备、曝气管深度、反应器类型、填料种类、污泥形态等因素影响，不容易控制溶解氧浓度，易造成NOB的增殖以及AnAOB的抑制，在反应器稳定运行方面存在着一定的欠缺.本实验的目的是研究利用CANON工艺以出水复氧回流的方式处理低氨氮废水的可行性，并对启动及运行过程特性进行分析，以期为CANON工艺处理低氨氮废水提供一个新的运行模式.

1材料与方法

1.1接种污泥及配水

接种污泥为本课题组培养的成熟的亚硝酸盐型厌氧氨氧化颗粒污泥(粒径1.0~1.5mm)和部分取自运行稳定的亚硝化反应器中成熟的絮体亚硝化污泥(粒径0.3~0.6mm)，原厌氧氨氧化反应器中脱氮速率为3.5kg˙(m3˙d)-1，原亚硝化反应器NH4+-N转化速率为2.1kg˙(m3˙d)-1.进水采用人工配水，NO2-按需投加，NH4+以NH4HCO3形式提供，另外添加0.5mol˙L-1的NaHCO3维持合适的pH值.基本培养液成分KH2PO4为27mg˙L-1，CaCl2为138mg˙L-1，MgCl2˙6H2O为200mg˙L-1，微量元素Ⅰ为1.0mL˙L-1，微量元素Ⅱ为1.25mL˙L-1.微量元素Ⅰ组成:EDTA5000mg˙L-1，MgCl2˙6H2O5000mg˙L-1.微量元素Ⅱ的组成如表1所示.

表1微量元素Ⅱ的组成

1.2连续流实验装置

采用上流式污泥床反应器，如图1.

图1实验装置示意

总体积V为0.2L，下段直径为φ16mm，上段直径为φ20mm，总高度80cm，出水口距底部76cm.由蠕动泵从底部进水，上清液的出水溢流跌入复氧池，在溢流下跌以及复氧池表面扰动过程达到出水复氧的效果，复氧池内的溶解氧基本处于饱和状态，然后经蠕动泵回流至反应器，向反应器内提供溶解氧，反应器的最终出水通过复氧池自然溢出.

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