低强度超声对厌氧氨氧化菌的激活作用 (2)

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4.结果和讨论 6

4.1 RSM最佳超声波处理条件 6

4.2厌氧氨氧化反应器的性能 7

4.3两个反应器中厌氧氨氧化的化学计量比 7

4.4污泥特性 7

4.5表观活化能 8

参考文献 10

致谢 12

1. 引言

1.1研究背景

近年来，由于大量的氮、磷等营养物质排入到地表水体，使水体中的藻类等水生生物大量地生长繁殖，从而使有机物产生的速度远远超过消耗速度，水体中的有机物积累，破坏水生生态平衡，导致水体富营养化，最终造成了水质污染。湖泊从贫营养状态过渡到富营养状态后，水体中的溶解氧含量下降，鱼类及其他一些生物大量死亡，水中的淤泥和鱼类等水生生物的残骸在湖底的不断沉积，水质恶化。导致一些淡水水源如太湖等，某段短时间内爆发了蓝藻事件，太湖取水口不能作为饮用水源及生活用水水源地。致使太湖沿线城市只能采取“双源供水”的措施，严重的影响了居民的生活。同时，我国是一个水资源比较匮乏的国家，南北方的水资源分布也十分不平衡，随着我们国家工业水平的发展、水环境污染日益严重和人口增长等因素，水资源也变得越来越紧缺。但是水体富营养化的一些原因使水环境污染变得更加严重，像太湖蓝藻等事件也大量发生，这也加剧了水资源紧缺这一现象源]自=751-^论-文"网·www.751com.cn/。因此，我们需要采取一些有效的措施，来控制和治理水体的富营养化现象就变得很重要。我们使用了厌氧氨氧化技术来对高含氮废水进行处理。厌氧氨氧化技术是以NH4+-N作为电子供体，并以NO22--N作为电子受体，同时以联氨和羟胺作为关键中间产物，以产生的氮气为终产物的生物反应。厌氧氨氧化技术是一种新型的高效经济的生物脱氮工艺，这种工艺由于具有无需外加有机碳源、脱氮效率高、污泥产率低、无需溶解氧等特点而受到研究界的广泛关注[1]。

研究发现，厌氧氨氧化工艺也是最适合处理高含氮废水的，尤其是在处理碳氮比较低的废水方面，具有其独特的优势。随着我们对厌氧氨氧化工艺研究的深入，发现了厌氧氨氧化组合工艺也慢慢发展起来，广泛的应用在氮含量高的废水处理中。使高含氮废水得到了很好的处理，有效地降低了氮的排放量，使水体受到的污染情况也慢慢减轻。但是，厌氧氨氧化菌的生长速度非常缓慢，它的倍增时间通常是11天，以至于厌氧氨氧化工艺的启动需要一个相当长的周期[2]。这致使处理废水的效率也变得很慢。厌氧氨氧化工艺漫长的启动过程已经成为该工艺工程化应用的重要瓶颈之一。目前，低强度超声波辐射可以提高生物细胞或酶活性的作用效应已被大量研究所证实，也解决了很多高含氮废水的处理工作，加快了废水处理的速率，从而开辟了超声波应用的新领域，

1.2研究现状

2.介绍

厌氧氨氧化生物脱氮工艺是利用反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或者一氧化二氮（N2O）的过程。微生物吸收利用硝酸盐是利用NO22- 和NO3- 为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2）的过程，这个过程称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO22-→N2↑。

使用厌氧氨氧化生物脱氮技术进行高含氮废水处理的工艺，作为一种节能、高效的技术，已经受到了越来越多的关注。然而，厌氧氨氧化过程的应用程序是受到启动时间长以及对操作温度有较高敏感性的限制的。迄今为止，许多研究都强调了厌氧氨氧化的性能，这对我们进行高氮废水处理试验是非常有帮助的。试验辐射方法使用的是物理领域中已经被证明的确能提升厌氧氨氧化活性的方案，而磁场、电场和超声波是能够增强厌氧氨氧化过程的有效果的替代方案。最近在固定床反应器和气提式生物反应器的很多研究中，都研究了低温下(<25℃)时厌氧氨氧化反应器对氨氮的去除性能，这其中一些研究是专注于改善氮去除效率的方法的。