鄉鎮生活污水收集處理設備

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 相對于傳統的硝化反硝化脫氮技術，全程自養脫氮工藝(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite，CANON)以其無添加碳源、 脫氮速率高、 污泥產率低、 節約能源等優點越來越受到人們的關注.CANON工藝是在同一反應器中通過好氧氨氧化菌(AOB)和厭氧氨氧化菌(AnAOB)的協同作用達到自養脫氮的目的，AOB利用溶解氧把部分NH4+氧化為NO2-，AnAOB利用剩余的NH4+和生成的NO2-通過厭氧氨氧化技術進行脫氮.在這個過程中，提供溶解氧是實現亞硝化產生NO2-的前提，但是溶解氧同時也會對AnAOB產生抑制作用，并且有很多研究者報道由于溶解氧的原因造成硝化菌(NOB)快速增值，使得出水NO3-過高.

另外，不同的研究者對CANON工藝的研究發現反應器所需要控制的DO大小存在非常大的差別(0.1~2.53mg·L-1)，即使在同樣的DO條件下，脫氮效果也會由于AOB活性、 污泥顆粒大小、 NH4+濃度大小等因素而出現明顯的波動[9].所以，對DO的有效控制，尤其是低氨氮廢水，是實現CANON工藝穩定運行的關鍵因素.
目前的CANON工藝主要是以壓縮空氣曝氣形式提供溶解氧，但是這種供氣方式受曝氣設備、 曝氣管深度、 反應器類型、 填料種類、 污泥形態等因素影響，不容易控制溶解氧濃度，易造成NOB的增殖以及AnAOB的抑制，在反應器穩定運行方面存在著一定的欠缺.本實驗的目的是研究利用CANON工藝以出水復氧回流的方式處理低氨氮廢水的可行性，并對啟動及運行過程特性進行分析，以期為CANON工藝處理低氨氮廢水提供一個新的運行模式.

當系統工作正常時,這兩個降解階段同時發生動態平衡。即揮發性有機酸是轉化為甲烷的速率與復雜的有機分子形成這些有機酸的速率是相同的。基質濃度和溫度小范圍的變化都會給產甲烷菌的生長速率和代謝速率帶來不利的影響, 但是產酸菌的活動可以忍受寬范圍的條件。

工藝受到沖擊負荷或溫度壓力波動影響時, 產甲烷菌的活動就會比產酸菌慢，整個機制就會出現不平衡，中間產物有機酸的積累會導致pH下降。結果,產甲烷菌進一步抑制導致這個過程因沒有采取正確的措施最終失敗。為此,產甲烷階段是限速步驟的和不可被抑制的條件。厭氧塘的設計工作,它必須基于這些微生物的限制特點。

建立和維持相平衡
系統必須在產甲烷菌性能的條件下運行。理想情況下,溫度應該維持在25 - 40 度范圍之內 .厭氧活動會在溫度低于15度的情況下迅速減少，當水的溫度低于零度時，生物活性幾乎停止。合適的pH值范圍是6.6到7.6,但不應低于6.2,因為甲烷細菌低于這一水平不能正?；顒樱琾H值的突然波動會抑制厭氧塘性能，堿度應該從1000到5000 mg / L。

在傳統污水處理中，對含氮污染物的去除主要通過硝化反硝化技術，但存在需要外加碳源、耗能多等諸多弊端，而短程硝化反硝化具有可節省25%的曝氣能、減少40%的有機碳源、降低剩余污泥等優勢，更為重要的一點是，如果短程硝化工藝結合，將更具有優勢，短程硝化為ANAMMOX反應提供反應基質——NO2--N，后續ANAMMOX菌以NO2--N為電子受體，與NH4+-N一起轉化為氮氣，實現自養脫氮.目前，全世界已經建立超過100座應用該工藝的污水處理廠，短程硝化的應用越來越廣泛.

實現短程硝化的方法有控制溫度、溶解氧、游離氨等.其中控制FA是重要的一種方法，許多短程硝化研究通過控制FA實現，其原理是利用FA對氨氧化細菌和亞硝酸鹽氧化菌的抑制濃度不同，且NOB更為敏感的特點，在啟動初期，控制FA實現短程硝化非常有效，但由于NOB會逐漸對FA產生適應性而最終導致短程硝化失效.很少有學者研究短程硝化失效后，尤其在生物膜反應器中，失效后嘗試恢復短程硝化的過程.即，當NOB適應高濃度的FA，嘗試再次建立短程硝化并穩定的過程，這對于短程硝化的穩定實現、以及后續可能的厭氧氨氧化工藝段具有重要意義，沒有穩定的短程硝化，也就無法穩定運行后續的厭氧氨氧化.