Anammox工艺作为一种新型且更符合可持续发展理念的生物脱氮技术较之传统的生物脱氮工艺,具有脱氮负荷高,运行费用低,占地空间小等优点在处理高氨废水方面具有很大的应用前景。
然而尽管Anammox工艺在废水脱氮领域具有重要的应用前景。但Anammox菌较难培养且较易受废水中的共存污染物抑制,影响Anammox工艺的工程应用。以富集培养成功的Anammox污泥,就Cr6+对Anammox的短期和长期影响进行了研究。试验通过优化反应器启动策略,以保存时间不等的高活性Anammox反应器出水污泥为接种物,在较短时间内实现了Anammox混培物的富集培养,最高容积总氮去除速率(NRR)超过20 kg-N•m-3 d-1扫描电镜(SEM)观察到富集培养物主要由球形及椭球形的Anammox菌构成。
早期的研究认为Cr6+对微生物的毒性弱于Cr3+。Mowat的试验显示在含Cr6+ 20 mg•L-1的条件下停留5d,溶解氧摄入量仍然维持在正常水平。然而值得注意的是,在这一浓度水平下,由于SS很低,14d后的恢复情况很不理想.已有试验表明污泥浓度增加可导致在活性污泥中积累更多重金属,这可能是由于 单位体积液体具有了更多可吸附重金属的生物体表面所致。
铬是银白色带有光泽的金属。含有杂质的铬硬而且脆,高纯铬软而有延展性,抗腐蚀。铬的原子量为52。01,比重为7。2,熔点1550℃,沸点2569℃,铬在潮湿的空气中是稳定的,加热时与氧化合而形成Cr2O3。铬不溶于水和硝酸,但是溶于稀盐酸和硫酸,生成相应的盐,金属铬是无毒性。
含铬废水中铬的存在形式主要以六价铬和三价铬两种。铬(VI)是一种致癌物质,为美国EPA(美国环境保护暑U。S Environmental Protection Agency)公认的129种重点污染物之一,也是我国重点整治的污染物质。铬(III)是生物所必须的微量元素,有激活胰岛素的作用,可以增加对葡萄糖的利用。铬( III )不容易被消化道吸收,在皮肤表层和蛋白质结合而形成稳定的络合物,因此不易引起皮炎和铬疮,一般认为,三价铬在动物体内的肝、肾、脾和血中不易积累,而在肺内存量较大,应此对肺有一定的伤害。三价铬对抗凝血活素有抑制作用。
铬离子的毒性作用、污泥絮凝作用以及铬离子造成的活性污泥比重上升是影响活性污泥沉降过程的因素。对于厌氧污泥床反应器而言,能够形成颗粒污泥也是其运行与处理效能的主要贡献者。反应器内活性污泥的最终体积受到铬离子对活性污泥菌群的毒性作用和絮凝作用的双重影响。董国日等根据不同Cr6+负荷下活性污泥沉降性能及出水COD浓度将Cr6+对活性污泥的毒性作用按照单位挥发性污泥铬负荷划分为4个范围:耐受范围、非耐受范围、细胞失活范围和细胞分解范围。
复合重金属对生物脱氮系统的毒性远远超过系统中投加单一重金属时的毒性。王勤发现生物脱氮系统中投加复合重金属Cu2+和Cr6+后,系统中NH4+-N、TN、COD的去除率降低值都要大于单独投加重金属Cu2+和Cr6+后的降低值以及两者降低值的总和。复合重金属Cu2+和Cr6+表现为协同作用,且当复合重金属达到一定浓度时随着浓度的增加其协同作用减小。
尽管目前重金属对厌氧氨氧化影响机制还没有完全界定,但其毒性作用的影响因素一般认为主要取决于重金属的浓度和价态两个因素。美国公共健康服务中心(the U。S。Public Health Service)的报告指出,无论重金属是单一的还是复合的,当进水总浓度到达10 mg•L-1时,将对连续流活性污泥法的处理效率产生5%的影响。但是有关浓度的研究结果由于控制条件差异常不具可比性。重金属的毒性和其价态密切相关。如铬的毒性取决于它的价态,水中的铬多以Cr(VI)和Cr(III)的形式存在,Cr(VI)对微生物有很强的毒性作用,而Cr(III)毒性小得多,痕量时为微生物生长所必须。而由于在微生物是有机污染物的重要分解者,重金属对活性污泥微生物的毒性研究一直引起特别关注,不仅是因为偶有重金属污染的环境事故的发生,也因为重金属会造成生物污水处理效率极大的降低。