耐酸型氨氧化菌开拓活性污泥工艺运行新边界
在这样的亚硝酸盐和 pH 条件下,可以形成超过 0.5 ppm 的原位游离亚硝酸(FNA),从而抑制 NOB 的活性。可惜,类似的成功经验,无法简单地在主流中复制。因为主流中氨氮浓度只有 50 mg N/L 左右,比侧流整整低了一个数量级,故而无法在原位形成抑制 NOB 所需的 FNA。
介绍
主流短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺与传统硝化-反硝化工艺相比,可以节省 60%的需氧量,100%的有机物。节省的有机物可被转化成甲烷,实现污水处理厂的能源自给。距主流 PN/A 概念首次提出,已走过近十个年头。然而迄今为止,世界上尚无稳定的实际应用案例。目前公认的主流 PN/A 的最大挑战之一,是抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性。
十年间,研究者提出了许多措施控制 NOB 的生长,例如低溶解氧,间歇曝气,缩短污泥泥龄等等。这些措施在一定程度上可以有效抑制 NOB 的活性,然而长期运行的稳定性仍然很难得到保证。长期控制 NOB的难点在于,这些方法在本质上,都是通过创造对于 NOB 不利的条件,限制其生长。但与此同时,系统中
另一种关键微生物,氨氧化细菌(AOB)也不可避免地受到影响。要在抑制 NOB 的同时保持 AOB 的活性,必须抓住 AOB 与 NOB 生理特性的差异区间。例如,利用 AOB 对于氧气的亲和性高于 NOB,控制反应器溶解氧在某个特定区间内,则可能可以达到既抑制 NOB 也不影响 AOB 的效果。但是事实上,由于 AOB 与 NOB 的生态位非常接近,二者的差异区间往往很窄,实际工程中很难精准控制。此外,AOB 与 NOB 的生理特性也会随着反应器的运行发生改变,即所谓的驯化。这也是许多主流 PN/A 工艺不稳定的最大挑战之一。
与主流 PN/A 的步履维艰形成鲜明对比的,是侧流 PN/A 工艺的蓬勃发展。目前世界上已经 100 多座full-scale 的成功案例。侧流污水氨氮浓度在 0.8-2.5 g N/L,通过氨氧化反应,能形成超过 500 mg N/L的亚硝酸盐积累,同时产生的氢离子可以将 pH 降至 6-6.5 (Equation 1)。在这样的亚硝酸盐和 pH 条件下,可以形成超过 0.5 ppm 的原位游离亚硝酸(FNA),从而抑制 NOB 的活性。可惜,类似的成功经验,无法简单地在主流中复制。因为主流中氨氮浓度只有 50 mg N/L 左右,比侧流整整低了一个数量级,故而无法在原位形成抑制 NOB 所需的 FNA。
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