Anammox的典型抑制及其調(diào)控策略.pdf

1、厭氧氨氧化(Anammox)工藝在廢水脫氮領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。但Anammox菌較難培養(yǎng)且較易受廢水中的共存污染物抑制，影響Anammox工藝的工程應(yīng)用。以富集培養(yǎng)成功的Anammox污泥，就苯酚、銅(Ⅱ)、土霉素和S2-對(duì)Anammox的短期和長(zhǎng)期影響進(jìn)行了研究。試驗(yàn)通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)器啟動(dòng)策略，以保存時(shí)間不等的高活性Anammox反應(yīng)器出水污泥為接種物，在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了Anammox混培物的富集培養(yǎng)，最高容積總氮去除速率(NRR)超

2、過(guò)20kg-N·m-3·d-1。掃描電鏡(SEM)觀察到富集培養(yǎng)物主要由球形及橢球形的Anammox菌構(gòu)成。苯酚、銅(Ⅱ)、土霉素和S2-對(duì)Anammox混培物急性毒性的半抑制濃度(IC50)分別為861.7、14.6、682.6和288.3mg·L-1。在連續(xù)流試驗(yàn)中，對(duì)照反應(yīng)器NRR從10.5穩(wěn)步提升至21.3kg-N·m-3·d-1。50mg·L-1苯酚作用于Anammox在23d內(nèi)NRR便降低了12.1kg-N·m-3·d-1。

3、采用低苯酚(12.5mg·L-1)進(jìn)水，NRR歷經(jīng)86d才恢復(fù)到原來(lái)水平。SEM觀察到因苯酚作用在污泥中出現(xiàn)的桿狀細(xì)菌。5mg·L-1銅(Ⅱ)使AnammoxNRR降低了98.0％，在去除進(jìn)水中銅(Ⅱ)后運(yùn)行超過(guò)100d才恢復(fù)到13.1kg-N·m-3·d-1。銅(Ⅱ)能夠迅速破壞生物膜組分而損壞細(xì)胞的完整性，SEM觀察到了胞溶現(xiàn)象。50mg·L-1土霉素進(jìn)水在26d內(nèi)使NRR由12.4±1.3kg-N·m-3·d-1降至2kg-N·m

4、-3·d-1；即使逐步降低進(jìn)水土霉素濃度為0mg·L-1，近2個(gè)月內(nèi)，Anammox脫氮性能也未得到顯著改善。SEM觀察到了顆粒污泥表層的結(jié)塊現(xiàn)象，胞外聚合物顯著增多。當(dāng)S2-為32mg·L-1時(shí)，未經(jīng)馴化的Anammox混培物NRR在13d內(nèi)降低一半。而同等氮負(fù)荷率條件下，經(jīng)過(guò)馴化的Anammox污泥在S2-為40mg·L-1時(shí)，18d內(nèi)NRR只降低了17.2％。經(jīng)過(guò)馴化的Anammox提高了對(duì)S2-的耐受能力。此外，TEM均觀察到了

5、污泥在上述抑制劑作用下的胞溶現(xiàn)象。受抑制的Anammox工藝通過(guò)pH和游離氨調(diào)控、進(jìn)水基質(zhì)濃度調(diào)控和負(fù)荷調(diào)控、污泥調(diào)控以及抑制劑濃度調(diào)控等措施，使脫氮性能得到了恢復(fù)與穩(wěn)定。苯酚和銅(Ⅱ)的聯(lián)合毒性作用與苯酚濃度密切相關(guān)，在苯酚濃度較高（300mg·L-1）時(shí)，苯酚和銅(Ⅱ)則主要表現(xiàn)為拮抗作用：在苯酚濃度較低(75mg·L-1)時(shí)，則表現(xiàn)為毒性增強(qiáng)作用。土霉素和銅(Ⅱ)對(duì)Anammox混培物的聯(lián)合毒性作用具有拮抗作用，土霉素和S2-，苯