无机碳源浓度对厌氧氨氧化的影响研究

梁海涛　岳丹丹*　徐　韬　叶子豪

(沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁 沈阳　110168)



无机碳源浓度对厌氧氨氧化的影响研究

梁海涛岳丹丹*徐韬叶子豪

(沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁 沈阳110168)

通过试验，分析了ASBR反应器中无机碳源浓度对厌氧氨氧化的影响，指出当无机碳源浓度大于2 g/L时，厌氧氨氧化菌代谢受到严重抑制，但是这种抑制是可逆的；当无机碳源浓度恢复到1 g/L时，厌氧氨氧化菌的代谢恢复正常。

厌氧氨氧化，无机碳源，UASB反应器，污泥

0　引言

1　试验装置及接种污泥

1.1试验装置

反应装置及工艺流程图如图1所示。厌氧氨氧化反应器采用UASB反应器(上流式厌氧污泥床反应器)。反应器材料为有机玻璃，分为污泥反应区、污泥沉淀区、泥水分离区三部分。为保证厌氧氨氧化菌具有适宜的生长环境，对反应器采取避光处理。

1.2接种污泥

接种污泥取自沈阳市北部污水处理厂厌氧消化污泥，污泥呈黑色。本试验运行前反应器已稳定运行2年，污泥整体呈灰色，其中夹杂红色颗粒污泥。从装置底部取泥观察，污泥均呈絮状，沉降性好。反应器内污泥MLSS为3 672 mg/L，MLVSS为2 398 mg/L，MLVSS/MLSS为65.3%，反应污泥无异味。

2　NaHCO3浓度对厌氧氨氧化的影响

人工配水氨态氮浓度150 mg/L，HRT为12 h～24 h，水浴温度30 ℃，由于厌氧氨氧化菌反应的最佳pH值为7.0～8.5。当碳酸氢钠浓度为2 g/L时，pH值为8.00。为了进行对比试验，把pH值都调整至8.00左右，进行试验。

首先通过烧杯试验，利用pH计对人工配水中1 mol/L的NaOH的投加量进行了试验。

不同浓度NaHCO3条件下1 mol/L的NaOH的投加量见表1。

表1　不同浓度NaHCO3条件下1 mol/L的NaOH的投加量

分别在碳酸氢钠的浓度为0.1 g/L，0.25 g/L，0.5 g/L，0.75 g/L，1 g/L，1.5 g/L，2 g/L 7种情况下，对UASB反应器中厌氧氨氧化反应进行研究，保持pH为8.00，HRT为12 h～24 h。之前运行情况下，碳酸氢钠浓度为0.5 g/L，pH值维持在7.5左右，HRT为12 h～24 h，水浴温度为30 ℃。

从图2中我们发现，无机碳源浓度影响厌氧氨氧化反应，当无机碳源浓度只有0.1 g/L时，整个厌氧氨氧化反应会在一个代谢周期内恶化，氨态氮的去除率呈现波动向下的趋势，随着无机碳源浓度的增加，氨态氮的去除率逐渐上升，同时氨态氮的抗冲击能力上升，当浓度过低时，去除率会在第2天～第3天迅速下降，并且缓慢恢复，而当浓度达到0.75 g/L时，氨态氮抗冲击能力增强，去除率在第5天出现了下降之后，迅速恢复到99%以上，并维持稳定。可见0.75 g/L为最佳状态。

如图3所示，当碳酸氢钠的浓度为1 g/L时，氨态氮的去除率到第3天出现第一次波动，第5天出现了第2次波动，之后缓慢恢复，并维持稳定。当碳酸氢钠的浓度为1.5 g/L时，氨态氮的去除率在第3天出现最低，之后的9 d氨态氮的去除率保持在98%以上，较为稳定。当碳酸氢钠的浓度为2 g/L时，氨态氮的去除率虽然维持在97%以上但是很不稳定。可见碳酸氢钠的浓度过高反而对厌氧氨氧化的影响较小。

如图4所示，当碳酸氢钠的浓度为0.1 g/L时，亚硝酸盐氮的去除率基本保持稳定，没有太大的波动。当碳酸氢钠的浓度为0.25 g/L时，亚硝酸盐氮的去除率在第3天出现了相对较大的波动之后，恢复了稳定的状态。当碳酸氢钠的浓度为0.5 g/L时，亚硝酸盐氮的去除率波动较大，虽然其去除率一直稳定在99%以上，但是波动明显大于碳酸氢钠的浓度为0.25 g/L时亚硝酸盐氮的去除率。可见，随着碳酸氢钠的浓度的增加对亚硝酸盐氮的去除率的影响逐渐增大。

如图5所示，当碳酸氢钠的浓度为1 g/L时，到第8天，亚硝酸盐氮的去除率开始下降，而且下降比较缓慢，到第11天去除率恢复到99%以上。当碳酸氢钠的浓度为1.5 g/L时，第6天亚硝酸盐氮的去除率开始下降，到第10天从99%下降至97.26%，对亚硝酸盐氮的影响上升。当碳酸氢钠的浓度为2 g/L时，亚硝酸盐氮的去除率第2天就出现了下降，从99%下降至94.93%，之后的10 d中，亚硝酸盐氮的去除率很不稳定，而且没有恢复到稳定状态。

如图6所示，将碳酸氢钠浓度分别为0.1 g/L，0.75 g/L，2 g/L时进行了分析，我们发现，当碳酸氢钠的浓度为0.1 g/L时，氨态

氮的去除率最差，当碳酸氢钠的浓度为2 g/L时，亚硝酸盐氮的去除率最差。说明无机碳源浓度低影响氨态氮，浓度高影响亚硝酸盐氮。氨态氮去除率下降对亚硝酸盐氮的去除率影响不大，但是亚硝酸盐氮的去除率下降会严重影响氨态氮的去除率。

3　结语

1)随着无机碳源的浓度从0.1 g/L上升至2 g/L，氨态氮的去除率逐渐下降，而亚硝酸盐氮的去除率则反之。

2)当无机碳源的浓度小于0.75 g/L时，对亚硝酸盐氮的去除率影响很小，严重影响氨态氮的去除率，当无机碳源浓度降至0.75 g/L时，氨态氮的去除率不但下降而且有恶化趋势，去除率降至95.68%。和在无机碳源投加进行试验的推论一致，无机碳源对氨态氮的影响严重。

3)当无机碳源的浓度大于1 g/L时，发现虽然无机碳源浓度增大对氨态氮的去除率影响较小，但是当改变无机碳源浓度时，氨态氮的抗冲击能力较差，起初都有较大波动，之后可以恢复，但是随着无机碳源浓度的增加，亚硝酸盐氮去除率出现严重的下降，同时亚硝酸盐氮的累积，进而对氨态氮的去除率也产生了影响，当无机碳源浓度达2 g/L时，亚硝酸盐氮去除率降至94.93%，氨态氮也随着亚硝酸盐氮的去除率下降开始波动，整个厌氧氨氧化反应开始恶化，但这种恶化是可逆的。

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Study on the effect of inorganic carbon source concentration on anaerobic ammonium oxidation

Liang HaitaoYue Dandan*Xu TaoYe Zihao

(SchoolofMunicipalandEnvironmentEngineering,ShenyangJianzhuUniversity,Shenyang110168,China)

Through the experiment, this paper analyzed the influence of inorganic carbon source concentration in ASBR reactor to anaerobic ammoina oxidation. Point out when the dosage was more than 2 g/L, the metabolism of anaerobic ammonium oxidizing bacteria was severely inhibited. But this inhibition is reversible. When the inorganic carbon source was restored to 1 g/L, the metabolism of anaerobic ammonium oxidizing bacteria returned to normal.

anaerobic ammonium oxidation, inorganic carbon source, UASB reactor, sludge

1009-6825(2016)23-0123-02

2016-06-04

梁海涛(1990- )，男，在读硕士

岳丹丹(1991- )，女，在读硕士

X703

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