推流式固定化絮體生物反應器培養ANAMMOX菌試驗研究
1 ANANMMOX工藝研(yan)究狀況
厭(yan)氧(yang)氨氧(yang)化技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)從(cong)荷蘭KLUYVER試驗室發現這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)實驗現象(xiang)（1），到2002年6月(yue)世界上第一(yi)(yi)(yi)座生產(chan)性裝置在(zai)DOKHAVEN投入運行(xing)（2），至(zhi)今已(yi)(yi)持續近十年。國(guo)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)些研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)者(zhe)在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)領域也取得了一(yi)(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果(guo)（3）。目前國(guo)內(nei)(nei)一(yi)(yi)(yi)大批研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)機構(gou)正(zheng)積(ji)極地在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)領域開展(zhan)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作（4）。綜觀目前的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果(guo)，對(dui)ANAMMOX 的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎理論研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)已(yi)(yi)經相當深入，但對(dui)如何快速培(pei)養和富集(ji)ANAMMOX菌公開報(bao)道，較為鮮見。眾多研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)者(zhe)缺乏研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)材料的(de)(de)(de)(de)(de)問題相當普遍(bian)，這(zhe)(zhe)(zhe)已(yi)(yi)成(cheng)為在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)領域開展(zhan)大量研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)瓶頸。
2 ANAMMOX菌培養反應器選(xuan)擇(ze)
目前已知的(de)(de)(de)培(pei)養(yang)(yang)(yang)ANANMMOX菌方法的(de)(de)(de)有(you)兩類，一類是(shi)(shi)采(cai)(cai)用(yong)ANAMMOX菌接(jie)種物，在反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)中進(jin)行(xing)增殖培(pei)養(yang)(yang)(yang)；另一種是(shi)(shi)采(cai)(cai)用(yong)活(huo)性污泥(ni)進(jin)行(xing)富集(ji)培(pei)養(yang)(yang)(yang)。荷(he)蘭代爾(er)夫特工(gong)業大(da)(da)學（TU Delft）關于ANAMMOX的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)主要利用(yong)第一種方法，種泥(ni)來自于最(zui)早發現ANAMMOX現象的(de)(de)(de)脫氮流化床反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)。在國內開展的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)只能依靠(kao)從活(huo)性污泥(ni)中富集(ji)培(pei)養(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)方法。浙江(jiang)大(da)(da)學鄭平、胡寶蘭等采(cai)(cai)用(yong)UASB反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)成功地富集(ji)到了高活(huo)性的(de)(de)(de)ANAMMOX污泥(ni)（5）。上海交(jiao)通大(da)(da)學的(de)(de)(de)楊虹等采(cai)(cai)用(yong)懸浮填(tian)料床反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)，成功地進(jin)行(xing)了OLAND工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)，該(gai)(gai)工(gong)藝(yi)中同樣有(you)ANAMMOX菌參與反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)（6）。荷(he)蘭研(yan)究(jiu)者(zhe)認為(wei)SBR是(shi)(shi)適(shi)合ANAMMOX 菌培(pei)養(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)，并且(qie)在該(gai)(gai)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)中培(pei)養(yang)(yang)(yang)出了顆(ke)粒化的(de)(de)(de)ANAMMOX污泥(ni)（7），但(dan)是(shi)(shi)該(gai)(gai)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)全套購(gou)置費用(yong)昂貴，國內一般研(yan)究(jiu)機構難以承受(shou)，不便于推(tui)廣(guang)使用(yong)。分析目前關于ANAMMOX菌的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)成果可知，培(pei)養(yang)(yang)(yang)該(gai)(gai)菌應(ying)(ying)該(gai)(gai)滿足其如下一些基(ji)本要求：
（1） 該(gai)菌廣泛地存在于自然界中，在具有(you)硝化、脫氮(dan)能力的(de)生物膜、長污泥(ni)齡(ling)低負荷活性污泥(ni)中數量較多(duo)。
（2） ; 該菌在有氨(an)氮、亞硝酸鹽氮的環境中，可(ke)以進行ANAMMOX反應，并能夠增殖。
（3） 氧對該菌完成ANAMMOX反應有抑制作用（8）。
（4） 該(gai)菌的合適生存環境是：溫度20-43℃，pH6.7~8.3（9）。
（5） 亞硝酸鹽氮抑制濃度為100mg/L（9）。
（6） 該菌的倍增時間是4-11天(tian)，合成系數(shu)是0.054gVSS/gNH4+-N，污泥衰減系數(shu)為(wei)0.01d-1。 比增長速(su)率為(wei)0.065 d-1（10）。
目前研究(jiu)中使用(yong)的反(fan)應器(qi)(qi)，如UASB，流化床，填(tian)料(liao)床等(deng)，基本屬于完全混合類反(fan)應器(qi)(qi)。采用(yong)推流式的反(fan)應器(qi)(qi)，并且(qie)將(jiang)啟動污泥均(jun)勻(yun)地固定在反(fan)應器(qi)(qi)中，同樣(yang)適合于ANAMMOX 菌的富集(ji)培養。理由(you)如下(xia)：
（1） 接種(zhong)污(wu)(wu)泥中含有少量ANAMMOX菌(jun)，這些分散于污(wu)(wu)泥絮體(ti)中的菌(jun)體(ti)通(tong)過填料的支(zhi)撐作用，均(jun)勻地(di)固定在(zai)反應(ying)器中，可以獲得相(xiang)對穩(wen)定、相(xiang)互依存的生長環境。
（2） 培(pei)養基質低(di)速(su)穿(chuan)過(guo)污泥絮體，可以(yi)為該菌提供營養，傳遞中間產物。
（3） 反應(ying)器中(zhong)基質濃度沿推流沿程上是遞減分布的，為污泥(ni)在(zai)(zai)各種負荷(he)下(xia)生(sheng)長提供了可能(neng)性，在(zai)(zai)進水(shui)(shui)口附近是高(gao)負荷(he)區，在(zai)(zai)出水(shui)(shui)附近是低負荷(he)區。負荷(he)的不同，微生(sheng)物的生(sheng)長狀況(kuang)也呈現出差異，特(te)別是對(dui)于復合菌而言，不同種類的菌在(zai)(zai)反應(ying)器中(zhong)可能(neng)有相應(ying)的生(sheng)長區段(duan)。
（4） 對于氧、高基質濃度等抑制因素，推流式反應(ying)器的(de)前段可以起(qi)到(dao)保護后(hou)段的(de)作用。
（5） 從推流(liu)沿(yan)程上取樣(yang)，可(ke)以方(fang)便(bian)觀(guan)察不同區(qu)段(duan)微生物的生長(chang)和基質濃度變化所(suo)帶來(lai)的差(cha)異性情(qing)況。
（6） 從設備要(yao)求上講，該反應器只(zhi)需要(yao)一個進水泵(beng)，最(zui)大限度低減少了轉動(dong)部件(jian)，從而對保證系(xi)統的密(mi)閉性非常有利(li)。整個系(xi)統造價低廉(lian)。
基于上述設想(xiang)，本(ben)研究設計了(le)(le)一(yi)個(ge)2.4L的推流(liu)式固(gu)定化生物絮體反應(ying)器(qi)，在(zai)4個(ge)月內(nei)成功地完(wan)成了(le)(le)啟動(dong)過(guo)程。隨(sui)后啟動(dong)的另一(yi)組12L反應(ying)器(qi)也已獲(huo)得了(le)(le)穩定的ANAMMOX活性。
3 試驗裝置及方法
3.1 試驗裝置
試驗(yan)用ANAMMOX反(fan)應器及試驗(yan)流程圖見圖1.反(fan)應器有效容積(ji)為2.4L。該裝置運行在(zai)30℃的恒(heng)溫試驗(yan)室中。進(jin)水(shui)流量范圍0.8~1.13L/d，平均流量為0.923L，平均水(shui)力停留(liu)時間為2.6天。
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1．進水貯瓶(ping) 2. 水蠕動泵 3. 流(liu)式固定化絮體反(fan)應器 4. 出水貯瓶(ping) 5. 出水貯瓶(ping)
圖(tu)1 ANAMMOX反應器及試驗流程圖(tu)
3.2 接種污(wu)泥
接種污泥取自(zi)某污水(shui)廠的(de)(de)好氧消化(hua)污泥和(he)中水(shui)處理(li)廠的(de)(de)好氧污泥，經過短(duan)暫的(de)(de)硝(xiao)化(hua)培(pei)養(yang)后，作為接種污泥使用。其部分理(li)化(hua)性狀為：TS 13.3g/L; VS 7.25g/L; VS/TS 54.65%; pH 8.0~ 8.3。
3.3 培(pei)養(yang)基(ji)質
含氮污水采用在自來水中(zhong)配入(ru)(ru)工(gong)業碳酸氫銨(an)和(he)亞硝酸鈉的方(fang)法配制(zhi)，同(tong)時按(an)照一定比例加入(ru)(ru)無機鹽和(he)微量(liang)元素(3)。每(mei)次配制(zhi)基質后(hou)，用氬氣置換20-~30分(fen)鐘(zhong)，在進料過程中(zhong)也連續通入(ru)(ru)該氣體，以消除氧的影響。
3.4 分析方法(fa)
氨(an)氮：納氏試劑(ji)光度法(fa)；
亞硝(xiao)酸鹽(yan)：N-( 1-萘基)乙(yi)二胺光度法(fa)；
硝(xiao)酸鹽：紫外分光光度法；
總(zong)氮：過硫酸鉀(jia)氧化-紫外(wai)分光光度法；
PH：玻璃電極法；
堿度：電位滴定法；
每批(pi)次分析化(hua)驗(yan)時(shi)，每個(ge)項目均(jun)選取一個(ge)樣品(pin)進行(xing)加標(biao)回(hui)收測(ce)定，回(hui)收率(lv)在90%以上為有效(xiao)數據。
4 推(tui)流式固定化絮體(ti)生(sheng)物反應器的啟動與運行結(jie)果
試驗(yan)期(qi)間氨氮、亞硝酸鹽(yan)氮、硝酸鹽(yan)氮、總氮和(he)反應(ying)器(qi)負荷(he)的歷(li)時變化曲線見圖2~6。
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4.1 污(wu)泥適應(ying)及轉換期
污(wu)泥接種完(wan)畢后(hou)(hou)，開(kai)始(shi)(shi)連續進水培養ANAMMOX 菌。根據(ju)(ju)鄭(zheng)平等的(de)(de)經(jing)驗(yan)，起始(shi)(shi)濃度(du)設定(ding)為70mg/L(NH4+-N和(he)(he)NO2--N)。試驗(yan)開(kai)始(shi)(shi)的(de)(de)一個(ge)半月(yue)可(ke)以(yi)看(kan)作是污(wu)泥的(de)(de)適(shi)應(ying)和(he)(he)轉(zhuan)換期(qi)。接種污(wu)泥均是好(hao)氧污(wu)泥，并且含有(you)(you)一定(ding)的(de)(de)有(you)(you)機物，在(zai)轉(zhuan)為厭氧狀態下運行，有(you)(you)一個(ge)轉(zhuan)變(bian)過程。從(cong)圖1-5中可(ke)以(yi)看(kan)出，出水中NH4+-N、NO2--N、TN變(bian)化(hua)非常不穩定(ding)。根據(ju)(ju)堿度(du)變(bian)化(hua)和(he)(he)各種氮(dan)(dan)(dan)形態之間轉(zhuan)化(hua)分析，這一時期(qi)首先發生(sheng)的(de)(de)是氨氧化(hua)和(he)(he)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)反(fan)應(ying)，然后(hou)(hou)才開(kai)始(shi)(shi)ANAMMOX反(fan)應(ying)。從(cong)第(di)30天以(yi)后(hou)(hou)后(hou)(hou)，氨氮(dan)(dan)(dan)濃度(du)持續降低(di)，亞硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)氮(dan)(dan)(dan)濃度(du)持續上(shang)升濃度(du)，但是氨氮(dan)(dan)(dan)轉(zhuan)化(hua)量高于亞硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)氮(dan)(dan)(dan)增(zeng)加量，總氮(dan)(dan)(dan)去除(chu)率(lv)(lv)均小于20%。到(dao)(dao)第(di)45天后(hou)(hou)，亞硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)氮(dan)(dan)(dan)濃度(du)開(kai)始(shi)(shi)逐步(bu)下降，并低(di)于進水濃度(du)，同時總氮(dan)(dan)(dan)去除(chu)率(lv)(lv)上(shang)升，達到(dao)(dao)30%以(yi)上(shang)。出水中的(de)(de)硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)氮(dan)(dan)(dan)含量和(he)(he)產氣(qi)量開(kai)始(shi)(shi)上(shang)升。至(zhi)此反(fan)應(ying)器已(yi)經(jing)具備一定(ding)的(de)(de)ANAMMOX反(fan)應(ying)特征。
4.2 負(fu)荷提高期
從(cong)第45天(tian)(tian)后(hou)開始提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)負(fu)荷(he)(he)，考(kao)慮到(dao)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)要發生一部分(fen)(fen)氨(an)(an)(an)氧化反(fan)(fan)應(ying)(ying)，有一部分(fen)(fen)氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)要轉化為(wei)(wei)(wei)(wei)亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)，因此(ci)在(zai)配水(shui)時，有意提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)濃度(du)(du)（一般按氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)與亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)1.2~1.5:1的(de)比例配置，根據出(chu)(chu)(chu)水(shui)中(zhong)(zhong)殘余的(de)氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和(he)亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)濃度(du)(du)進(jin)行調整）。從(cong)圖1-4中(zhong)(zhong)可(ke)(ke)以看出(chu)(chu)(chu)，到(dao)第80天(tian)(tian)后(hou)，總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)達到(dao)80%，出(chu)(chu)(chu)水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和(he)亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)均(jun)接(jie)近(jin)0mg/l。反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)此(ci)時已基本穩定，第80天(tian)(tian)以后(hou)按照7-10天(tian)(tian)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)進(jin)水(shui)TN60-80mg/l的(de)速(su)度(du)(du)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)負(fu)荷(he)(he)，控制出(chu)(chu)(chu)水(shui)中(zhong)(zhong)氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和(he)亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)均(jun)接(jie)近(jin)0mg/l。到(dao)120天(tian)(tian)左(zuo)右(you)，在(zai)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)觀察(cha)到(dao)了(le)紅色的(de)顆粒狀污(wu)泥，此(ci)污(wu)泥可(ke)(ke)能就是ANAMMOX菌(jun)(jun)的(de)聚集體。試(shi)驗(yan)結(jie)果表(biao)明，雖然進(jin)水(shui)濃度(du)(du)在(zai)不但(dan)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)，氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和(he)亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)均(jun)接(jie)近(jin)100%，但(dan)總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)因為(wei)(wei)(wei)(wei)有硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)生成(cheng)，而始終維持在(zai)80%左(zuo)右(you)。當負(fu)荷(he)(he)降低時，硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)濃度(du)(du)可(ke)(ke)以降低，總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)也(ye)隨(sui)著(zhu)上升(sheng)，但(dan)為(wei)(wei)(wei)(wei)了(le)加快(kuai)培(pei)養細菌(jun)(jun)，未在(zai)這方面(mian)進(jin)行進(jin)一步(bu)試(shi)驗(yan)。在(zai)本試(shi)驗(yan)第135~147天(tian)(tian)的(de)12天(tian)(tian)穩定運行期(qi)內（平(ping)均(jun)流(liu)量0.929L/d），平(ping)均(jun)進(jin)水(shui)氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)濃度(du)(du)分(fen)(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)337.0mg/l、317.4mg/l，27.3mg/l，684.8mg/l，出(chu)(chu)(chu)水(shui)中(zhong)(zhong)氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)濃度(du)(du)分(fen)(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)5.2mg/l, 6.4mg/l, 111.4mg/l、128.2mg/l。反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)平(ping)均(jun)進(jin)水(shui)氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)負(fu)荷(he)(he)分(fen)(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)0.131Kg-N/m3.d，0.123Kg-N/m3.d，0.265Kg-N/m3.d，反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)平(ping)均(jun)氨(an)(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)，總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)去(qu)除(chu)(chu)負(fu)荷(he)(he)分(fen)(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)0.129Kg-N/m3.d，0.120Kg-N/m3.d，0.215Kg-N/m3.d，平(ping)均(jun)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)分(fen)(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)98.4%，97.9%，81.1%。目(mu)前反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)運行負(fu)荷(he)(he)仍(reng)在(zai)不斷提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)之中(zhong)(zhong)。
5 污泥性(xing)狀觀察(cha)
5.1 反應器(qi)沿程污泥分布
經過連續培(pei)養，反應器(qi)中污泥顏色(se)變化不(bu)大，從原來的(de)黃褐色(se)變為較暗的(de)土黃色(se)。反應器(qi)前半部(bu)分的(de)污泥變少，反應器(qi)后半部(bu)分的(de)污泥從外觀(guan)觀(guan)察(cha)未見(jian)減少。試(shi)驗過程中未觀(guan)察(cha)到明顯的(de)污泥流動和流失現象。
5.2 污泥顆粒化(hua)
從第120天(tian)觀(guan)察到(dao)反(fan)應器前半部分出現紅色污泥(ni)(ni)后，紅色污泥(ni)(ni)顆粒(li)在(zai)填料支架上成(cheng)片生(sheng)長，污泥(ni)(ni)的(de)(de)數量(liang)和尺寸在(zai)不(bu)斷增加(jia)。并且與黃(huang)色絮狀污泥(ni)(ni)混雜在(zai)一起(qi)。顆粒(li)尺寸從0.2mm到(dao)3-4mm不(bu)等。污泥(ni)(ni)顆粒(li)周圍有(you)較(jiao)(jiao)多氣泡。反(fan)應器的(de)(de)后半部分未(wei)發現紅色污泥(ni)(ni)。這表明高負荷(he)有(you)利(li)于該污泥(ni)(ni)的(de)(de)生(sheng)長和顆粒(li)化。由(you)于反(fan)應器是推(tui)流式運行，到(dao)末端可(ke)供微生(sheng)物利(li)用的(de)(de)基質較(jiao)(jiao)少，不(bu)利(li)于微生(sheng)物的(de)(de)大量(liang)生(sheng)長。
6 問題討論
6.1 氨氮與亞硝酸氮反應(ying)比例問題
本(ben)試驗中觀察(cha)到的氨氮和亞硝酸鹽氮反(fan)應比例與目前普(pu)遍認同(tong)的反(fan)應方程式（式1）(10)有(you)較大差異(yi)。
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根據上述反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)式，氨(an)(an)氮(dan)(dan)、亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)、硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)比例(li)為(wei)1:1.32:0.26左右，胡(hu)寶蘭等(deng)的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)結果是1:1.123（氨(an)(an)氮(dan)(dan)：亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)）。本(ben)試(shi)(shi)驗(yan)期間反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器累積的(de)(de)氨(an)(an)氮(dan)(dan)與亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)比例(li)為(wei)1.37:1:0.056（或1:0.73:0.04）。初步探索性試(shi)(shi)驗(yan)表明，硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)的(de)(de)比例(li)可以通過降(jiang)低負荷進一步降(jiang)低，但(dan)如果將(jiang)進水氨(an)(an)氮(dan)(dan)與亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)濃度改為(wei)1:1，對(dui)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器的(de)(de)運行將(jiang)造成重大沖擊。本(ben)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器中氨(an)(an)氮(dan)(dan)、亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)、硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)氮(dan)(dan)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)比例(li)的(de)(de)差異(yi)是否是由于(yu)存在(zai)硝(xiao)化反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)或存在(zai)其他微(wei)生物反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)所造成，仍有待于(yu)以后的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)深(shen)入研究確(que)認。
6.2 負荷提(ti)高速度問(wen)題(ti)
負(fu)(fu)荷提(ti)高(gao)速(su)度(du)受污泥增(zeng)長(chang)的(de)速(su)度(du)的(de)限(xian)制(zhi)。本試驗期間，按照7~10天(tian)增(zeng)加總氮濃(nong)度(du)60-80mg/L的(de)速(su)度(du)提(ti)高(gao)負(fu)(fu)荷，基本上(shang)與反(fan)應器(qi)中(zhong)微生物(wu)的(de)增(zeng)長(chang)相適(shi)應。當(dang)負(fu)(fu)荷提(ti)高(gao)過快(kuai)或提(ti)高(gao)幅度(du)過大后(hou)，會導致出水中(zhong)有(you)殘余的(de)氨氮和(he)(he)亞硝(xiao)酸鹽(yan)氮。雖然維(wei)持一定(ding)出水基質濃(nong)度(du)對反(fan)應器(qi)末端微生物(wu)的(de)生長(chang)有(you)利，但由于對ANAMMOX 反(fan)應器(qi)的(de)控(kong)制(zhi)條件不甚明了(le)，為(wei)了(le)保證反(fan)應器(qi)的(de)穩(wen)定(ding)運行，只好按控(kong)制(zhi)出水亞硝(xiao)酸鹽(yan)氮和(he)(he)氨氮濃(nong)度(du)均(jun)為(wei)0mg/L的(de)方式(shi)運行。
7 氧氣(qi)的影響
反應(ying)器氧(yang)(yang)非(fei)常敏感(gan)，少量的(de)(de)氧(yang)(yang)進入反應(ying)器就會造成(cheng)ANAMMOX反應(ying)效(xiao)率(lv)的(de)(de)急(ji)速降(jiang)低(di)，出(chu)水(shui)pH也較(jiao)原先的(de)(de)值低(di)。可以通過觀察出(chu)水(shui)pH的(de)(de)變化，判(pan)斷反應(ying)器是否受到氧(yang)(yang)的(de)(de)影響。氧(yang)(yang)對反應(ying)器的(de)(de)影響是可逆(ni)的(de)(de)，并且可以通入氬(ya)氣驅趕氧(yang)(yang)氣，消(xiao)除氧(yang)(yang)對ANAMMOX反應(ying)的(de)(de)抑制。
8 運行控制(zhi)方(fang)法
本試(shi)驗(yan)(yan)運(yun)行結(jie)果表明，控制出水氨氮、亞硝酸鹽氮濃(nong)度在一(yi)定的(de)(de)范圍(wei)內，穩(wen)定運(yun)行7-10天(tian)作(zuo)為(wei)一(yi)個周期，再提(ti)高負荷；利用(yong)出水pH、堿度的(de)(de)變(bian)化判(pan)斷反應(ying)器(qi)日常的(de)(de)運(yun)行情況，就可以順(shun)利地運(yun)行該(gai)反應(ying)器(qi)，并獲(huo)得(de)ANAMMOX活性和顆粒化的(de)(de)ANAMMOX污(wu)泥。由于試(shi)驗(yan)(yan)裝(zhuang)置(zhi)一(yi)般較小，產氣計量較為(wei)困難(nan)，不便于作(zuo)為(wei)運(yun)行控制手段。
9 結論(lun)
（1） 采用(yong)推流式(shi)固定化絮體生物反應器培養ANAMMOX菌(jun)，有其獨特的(de)優勢，是一(yi)種廉價并且(qie)易于控制的(de)試驗(yan)手(shou)段。
（2） 本試(shi)驗利用該反應器(qi)成功地在一(yi)個(ge)半月后(hou)獲得(de)了穩定的ANAMMOX活性，并(bing)且在120天(tian)左(zuo)右培養出了紅色的顆粒(li)化污泥(ni)（可(ke)能是ANAMMOX菌的聚集體）。
（3） 本試(shi)驗運(yun)行后期的(de)(de)穩(wen)定運(yun)行期間，反應(ying)器(qi)平(ping)均(jun)HRT為2.58天，溫度(du)(du)為30度(du)(du)時獲得如下結果：平(ping)均(jun)進水氨氮、亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)氮濃(nong)度(du)(du)分(fen)別(bie)為337.0mg/l、317.4mg/l，平(ping)均(jun)出水氨氮、亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)氮濃(nong)度(du)(du)為5.2mg/l、6.4mg/l，平(ping)均(jun)出水硝(xiao)酸鹽(yan)氮濃(nong)度(du)(du)111.4mg/l；氨氮、亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)氮、總氮去(qu)除(chu)率分(fen)別(bie)為98.4、97.9%、81.1%；氨氮、亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)氮、總氮的(de)(de)去(qu)除(chu)負荷分(fen)別(bie)為0.129Kg/m3.d、0.120Kg/m3.d、0.215Kg/m3.d。
（4） 該反應器可以通(tong)過控制出水氨氮、亞硝酸鹽氮濃度(du)，日常(chang)監控pH、堿度(du)等指(zhi)標的方(fang)式運行管理。
參考文獻
1. Mulder, et al. Anaerobic ammonium oxidation discovered in a denitrifying fluidized bed reactor. FEMS Microbiology Ecology. 1995, 16:177~184，ELSEVIER
2．
3．鄭平等,厭(yan)氧氨氧化電子受體的研究，應用與環境生物學報，1998，4(1):74~76
4．王建龍. 生物脫氮新工藝及其技(ji)術原理(li). 中國給水(shui)排(pai)水(shui), 2000，Vol.16, No.2
5．胡寶蘭(lan)等，新(xin)型生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)技術的(de)工藝研(yan)究，應(ying)用(yong)與環境生(sheng)物(wu)學報(bao)，1999，5(suppl):68~73
6．楊虹等，全程自養(yang)脫氨新技(ji)術處(chu)理污泥脫水液(ye)的研(yan)究，環境(jing)科學，2001，Vol22，No5.
7．M. Strous, J.J.Heijnen, J.G.Kuenen. The sequencing batch reactor as a powerful tool for the study of slowly growing anaerobic ammomium-oxidizing microorganisms. Applied Microbiol Biotechnol (1998) 50:589-596 ,Springer-Verlag ,1998
8．Marc Strous, Eric van Gerven, J.Gijs Kuenen, Mike Jetten. Effect of aerobic and Microaerobic conditions on anaerobic ammonium-oxidizing (anammox) sludge. Apply and Environmental Microbiology, June 1997, Vol63,No 2
9．Marc strous, J.gijs Kuenen, Mike S. M. Jetten. Key physiology of anaerobic ammonium oxidation. Applied and environmental microbiology, July 1999, Vol65,No.7
10．Clair N. Sawyer, Perry L. McCarty, Gene F. Parkin, Chemistry for Environmental Engineering(fourth edition) 環境工程化學(xue)（第4版），清華(hua)大(da)學(xue)出版社，2002。
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