负责硫自养反硝化的细菌主要为Thiobacillus denifications和/或Thiomicrospira denitrificans。
S/N比、溶解氧浓度、 pH值、硝态氮负荷、水力停留时间和营养物浓度是影响单质硫型自养反硝化速率的主要因素。
(1)以硝酸盐作为电子受体优于亚硝酸盐
硝酸盐型脱氮除硫工艺所能接受的最大进水硫化物浓度和硫化物去除速率均优于亚硝酸盐型脱氮除硫工艺。脱氮除硫污泥对电子供体的耐受性强于电子受体。以灵敏度比为判据,脱氮除硫菌受硫化物的影响不显著;而受硝酸盐/亚硝酸盐的影响较大,其中受亚硝酸盐的影响更大。脱氮除硫污泥对亚硝酸盐的亲和力略高于硝酸盐,其半饱和常数分别为0.24±0.09mg·L一1和0.38±0.08mg·L一1。
(2)硫氮比对工艺性能的影响
从高效性、稳定性及选择性方面看,单质硫型厌氧生物脱氮除硫工艺(氮硫摩尔比为2:5)明显优于混合型和硫酸盐型(氮硫摩尔比分别为5:5和8:5)。在所试范围内,单质硫型厌氧生物脱氮除硫工艺效能明显高于混合型和硫酸盐型,其硫化物和硝酸盐的容积去除速率高达4.66kg·m-3·d-1和0.89kg·m-3·d-1。单质硫型脱氮除硫工艺稳定性好,各项出水指标的波动相对较小。将氮硫摩尔比控制在较低水平,可提高厌氧生物脱氮除硫反应中对单质硫和N2的选择性。
(3)pH和碱度对工艺运行性能的影响
单质硫的反硝化产物中的H+能够导致亚硝态氮的积累和硝态氮去除速率的下降,通过投加适宜量的CaCO3维持体系中的pH 和碱度。单质硫可以作为Thiobacillus denifications生物膜的载体,而石灰石不仅为自养反硝化菌提供碱度,也提供可以无机碳源。
控制反应液pH在7.0±0.1范围时的容积效能高于控制进水pH时的相应值。维持反应所需的中性条件时,碱度宜控制在452.1±41.2mgCaCO3·L-1。反应过程中的碱度变化(增量)可以指示反应器内主导反应的类型及其反应进度。单质硫型、硫酸盐型和混合型生物脱氮除硫反应的硫化物去除量与碱度减少量之比分别为2.31、2.00和5.12。
(4)有毒物质对脱氮硫杆菌的影响
通常有毒物质( 或称抑制物质) 对生物的反硝化活动影响很大,一般有盐度、SO42-和NO2-等。据研究,脱氮硫杆菌在不同盐度条件下的反硝化活性时,该菌株在盐度0.1% ~ 2. 1% 之间显示有较高的反硝化活性,但较高盐度( > 2. 1%) 对脱氮硫杆菌的反硝化活性表现出明显抑制作用。
(5)冲击负荷对工艺运行性能的影响
同步厌氧生物脱氮除硫反应器对基质浓度冲击的响应过程可分为冲击期、惯性期和恢复期。其中出水硫化物浓度对基质浓度冲击的响应较为灵敏,可用作反应器性能变化的指示参数。同步厌氧生物脱氮除硫反应器对基质浓度冲击的响应与其冲击强度有关,出水pH值及基质浓度显著升高,且各性能指标的响应强度与冲击强度呈正相关。同步厌氧生物脱氮除硫反应器对基质浓度的冲击具有良好的恢复能力,所需的恢复时间短于30h。
该工艺的优点在于:
(1)无需外加有机物作为细胞能量来源,不仅降低了成本而且避免了加重反应器的负荷,造成二
次污染;来,自|优;尔`论^文/网www.youerw.com
(2) 相比于异养反硝化反应,自养反硝化反应产泥较慢,产生的生物污泥量少,不产生化学污泥。
(3)生成的单质硫回收利用,取得不错的经济效益。因此,尽管自养反硝化脱硫工艺的研究起步较晚,但有着广阔的应用前景和市场潜力。
2反硝化反应器
2.1常见的反硝化反应器