铭盛环境——工业污水，工业废水处理专家，提供污水处理解决方案
高氨氮废水主要来源于畜禽养殖、垃圾渗滤液、皮革废水、焦化废水以及化肥厂等生产过程。高氨氮废水未经处置直接排放容易惹起水中藻类及其他微生物大量繁衍，招致水体富营养化;高氨氮废水排入自来水厂，会招致水厂运转毛病而形成饮用水异味;处置高氨氮废水过程会产生大量硝酸盐及亚硝酸盐，长期饮用含有这类产物的水会诱发高铁血红蛋白血症，严重影响居民身体安康。
高氨氮工业废水处理主要有生物法、化学法、物理法三种，其中生物法具有经济有效、无二次污染等特性，是目前公认最具开展前景的氨氮处置办法。传统生物脱氮处置工艺，固然可以有效去除氨氮，但存在碳源、溶解氧缺乏，有大量剩余污泥等问题，为此，降生了许多新型生物脱氮技术，例如短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺及厌氧氨氧化工艺等，其具有经济性能好、脱氮效率高等明显优势，但依然存在一定的应用瓶颈。近20年来，好氧颗粒污泥因其致密的构造、良好的沉降性能、耐冲击负荷才能和多功用菌群等诸多优势，成为废水生物处置范畴的新兴技术，且对高氨氮废水具有良好的去除效果，同时降解有毒、有害物质，已遭到越来越多的关注。因而，研讨好氧颗粒污泥对高氨氮废水的处置效果及影响要素具有重要的理论意义和理论价值。
据此，本文对好氧颗粒污泥处置高氨氮废水范畴实行调研，讨论了好氧颗粒污泥技术在处置垃圾渗滤液、化肥工业污水、畜禽养殖废水的研讨现状及处置效果，好氧颗粒污泥构成机理及主要影响要素，最后对好氧颗粒污泥技术处置高氨氮废水工程应用前景实行了瞻望。
一、好氧颗粒污泥技术处置高氨氮废水研讨现状
据报道，好氧颗粒污泥技术目前曾经在畜禽养殖废水、化肥工业废水、垃圾渗滤液等高氨氮废水范畴展开研讨。研讨标明，好氧颗粒污泥与传统絮状污泥相比具有良好的沉降性能、高生物量、集多种微生物于一体等特性，使其在处置某些高浓度有机废水、难降解废水、高氨氮废水时仍能坚持较好的去除效果。好氧颗粒污泥处置高氨氮废水局部示例见表1。
垃圾渗滤液主要来源于填埋场，具有高氨氮、低生化性、含盐高、重金属多等特性，其中高氨氮是处置过程中一大难题。目前，处置垃圾渗滤液主要以物化法和生物法为主，物化法处置高氨氮废水，主要经过氨吹脱塔来实行去除，同时调理pH、温度等，这无疑增加运营本钱。生化法，主要是在处置高氨氮废水时会产生大量游离氨招致生物活性降低，影响工艺正常运转。好氧颗粒污泥具有高生物量、沉降性好、抗冲击负荷强等优势，适用于处置高氨氮废水。Wei等向GSBR反响器中接种好氧颗粒污泥处置垃圾渗滤液，反响器内呈现同步硝化反硝化现象，且当氨氮浓度提升至788mg/L，反响器内呈现短程硝化反硝化，大量亚硝酸盐累积。好氧颗粒污泥由内向外厌氧、兼氧、好氧的特殊构造，处置高氨氮废水过程产生游离氨有助于氨氧化菌的富集，促进短程硝化反硝化工艺完成，为处置垃圾渗滤液提供了新方向。
化肥行业生产排放的高氨氮废水，主要来源于企业生产尿素、氨等化肥过程。蔡佳青研讨好氧颗粒污泥对高氨氮化肥企业废水处置效果，颗粒污泥经过46天的培育及驯化对污染物有良好去除效果，稳定运转期间COD、氨氮均匀去除效率约94.2%，89.8%。刘浩同等样发现，好氧颗粒污泥对化肥工业废水中COD、氨氮去除效果良好，均匀去除率分别达93.5%和89.2%，总氮去除率维持在66.5%以上。
作为典型高氨氮废水-畜禽养殖废水，好氧颗粒污泥对其同样具有良好去除效果。相较于传统SBR工艺，好氧颗粒污泥在去除高浓度猪场废水及沼液具有潜在优势。谢磊等首先应用城市生活污水胜利培育出好氧颗粒污泥，再处置高浓度猪场废水;在氨氮浓度稳定在800mg/L左右条件下，COD、氨氮去除率不断稳定在80%以上，去除效果良好。王晓春同等样研讨好氧颗粒污泥对畜禽养殖废水处置效果，反响器经过35天稳定运转，COD、氨氮均匀去除率为98.56%、86.14%，另外好氧颗粒污泥对畜禽养殖废水中四环素也有去除效果
二、好氧颗粒污泥的特性、构成机理及影响要素
2.1好氧颗粒污泥的特性
好氧颗粒污泥是活性污泥在好氧条件下经过构成高选择压，促进微生物自凝聚，从而构成外观规则、构造紧凑、轮廓明晰的生物聚合体。好氧颗粒污泥受进水水质和接种污泥的不同构成颗粒普通有淡黄、棕色和黄色，粒径普通在0.20-5.00mm之间，通常外观呈球形或椭球形，其特殊的构造能够构成厌氧-好氧环境，从而为不同微生物生长提供场所，完成同步脱氮除磷。
2.2好氧颗粒污泥的构成机理
好氧颗粒污泥是在好氧条件下，经过高选择压促使微生物实行自固定而构成的颗粒污泥，其自身是一种特殊的生物膜，其构成过程包括物理、化学及生物多种共同作用。目前国内外研讨者，经过不同手腕，如高通量测序、荧光原位杂交等从不同角度探究好氧颗粒污泥的构成，提出不同的机理假说。
2.2.1胞外多聚物(EPS)假说
胞外聚合物(EPS)是在特定环境条件下微生物为抵御外界条件的改动而分泌一种高粘性聚合物，其成分主要以蛋白质、多糖、腐殖酸为主，还有局部DNA、脂肪、脂类及一些无机物。其中蛋白质能够改动细胞间疏水性，降低细胞外表的自在能，加强微生物之间粘连，从而构成构造致密、稳定的好氧颗粒污泥。另一主要成分多糖，主要散布在颗粒污泥内部及菌胶团细胞间隙，能够维持所构成颗粒污泥的完好性，与附着在颗粒外表的丝状菌嵌合构成好氧颗粒污泥，在构成过程中起骨架作用。
2.2.2微生物自凝聚假说
自凝聚是指微生物在恰当的条件下为应对外界环境改动而实行自我调理，改动本身特征发作凝聚，从而构成生物活性高、沉降性能好、密度大的生物聚合体，随后渐渐进化，最终构成好氧颗粒污泥
2.2.3丝状菌假说
研讨标明，当接种污泥当中含有丝状菌时，会将系统中球菌、杆菌及小颗粒等互相衔接、缠绕构成颗粒污泥。当接种污泥中丝状菌占优势时，大量细菌会以丝状菌为载体实行吸附性生长，其相当于骨架作用，在剪切力、沉降时间改动下，构成好氧颗粒污泥。林勇山等研讨发现经过向絮状活性污泥中接种局部丝状菌，能够在15天就培育出理化性能良好的好氧颗粒污泥，大大缩短颗粒化时间。
2.3影响好氧颗粒污泥构成的主要要素
好氧颗粒污泥构成是一个复杂的过程，包括物理、化学和生物共同作用。在有氧条件下，由絮状污泥逐渐向颗粒污泥转化，这一过程也遭到不同要素影响，比方有机负荷及组成、水力剪切力、沉降时间、反响器结构及金属离子等。
有机负荷过低，微生物生长迟缓；有机负荷过高形成系统内丝状菌大量繁衍，影响反响器稳定运转，适合颗粒污泥构成有机负荷范围在2.50-15kgCOD/(m3-d)。王芳等问研讨了不同有机负荷下(1.58kg/(m3.d)、14.12kg/(m3.d))好氧颗粒污泥对污染物去除效果，发如今两种负荷条件下颗粒污泥对污染均有良好去除效果，但高负荷下颗粒污泥的沉降性能比低负荷条件下好，且在低负荷下呈现了污泥收缩现象。因而适合的有机负荷有利于好氧颗粒构成
水力剪切力在颗粒构成及稳定运转过程中同样具有重要作用。在序批式SBR反响器中，水力剪切力主要来源于气体活动，污泥在水力剪切力作用下互相碰撞，最后构成好氧颗粒污泥。研讨标明只要当反响器水力剪切力进步到一定程度，好氧颗粒污泥才会构成。Liu等研讨标明只要当反响器内上升流速大于1.2cm.s-1时，颗粒污泥才会构成;随着上升流速增加，颗粒污泥外观越来越规则，密度、强度越来越，还会促进微生物分泌大量EPS，细胞疏水性加强，有助于构成构造严密好氧颗粒污泥，维持反响器稳定运转。
沉降时间是影响污泥颗粒化的重要要素，在颗粒污泥构成过程中主要是对微生物实行挑选，将沉降性差的污泥排出反响器，留下沉降性良好的污泥进而完成颗粒化。Qin等研讨发现只要当沉降时间低于15min时，才会呈现好氧颗粒污泥，当沉降时间小于5min时，颗粒污泥在反响器当中占领主导作用。同时在较短的沉降时间下，反响器当中的EPS含量明显增加，微生物活性及细菌外表的疏水性明显加强，颗粒化进程也明显加快。
三、好氧颗粒污泥处置高氨氮废水的影响要素
3.1有机负荷的影响
有机负荷(OLR)对颗粒的构成与稳定有一定影响，有机负荷变化会产生不同选择压，富集不同微生物菌群影响污泥的颗粒化及稳定性皿研讨标明，在较低有机负荷下，好氧颗粒污泥内部容易发作水解，招致颗粒污泥内部呈现空泛而崩溃，影响反响器的稳定运转;当有机负荷过高时，颗粒污泥中微生物快速增长，颗粒粒径变大招致，颗粒构造变得疏松，稳定性变差。王香莲在培育好氧颗粒污泥过程中频繁改动氨氮浓度形成颗粒污泥稳定性削弱，呈现颗粒崩溃;当进水COD为2200mg/L，氨氮浓度为240mg/L，出水氨氮、亚硝酸盐均检测不出，TN去除率高达70%，去除效果良好。
3.2溶解氧的影响
在较低高溶解氧(DO)下由于传质阻力的存在会招致颗粒内部由于供氧缺乏而产生厌氧代谢，同时丝状菌大量繁衍，严重影响颗粒污泥的稳定性，以至不能构成好氧颗粒污泥;恰当的DO浓度促进颗粒污泥的构成及生长，颗粒粒径散布也比拟集中;但DO过高，由于水力剪切力的作用招致颗粒污泥崩溃，影响系统的稳定运转。黄国玲等研讨发现氨氮浓度从300mg/L逐渐提升至900mg/L，pH为8，曝气量为75L/h时，脱氮效果最佳，氨氮去除率维持在96.7%以上;曝气量较低会招致DO缺乏，颗粒污泥之间互相碰撞几率减少，曝气量过大会招致颗粒内部厌氧区的空间减少，不利于反硝化实行。董苗苗等研讨发现污泥的沉降性能、胞外聚合物中多糖(PS)含量随着DO的升高而增加，而胞外聚合物中蛋白质(PN)根本不变，且在较高DO条件下局部颗粒污泥呈现崩溃。
3.3其他方面
其他要素，例如进水C/N比、碳源品种、排水比、选择压、pH、温度、曝气时间、絮凝剂添加方式等都会对颗粒污泥形成影响。何理「如首先应用合成废水在不同选择压下启动好氧颗粒污泥，得出最佳条件，后在不同排水比(73%、66%、50%)下以实践畜禽养殖废水培育好氧颗粒污泥，发如今较小选择压构成的颗粒污泥粒径较大，且脱氮效果良好;排水比为66%构成颗粒污泥具有较好的碳氮去除效果，而排水比50%构成的颗粒污泥对磷去除效果较好。
四、结论与瞻望
好氧颗粒污泥因其良好的沉降性、抗冲击负荷强、高生物量等特性遭到越来越多研讨者的关注，对畜禽养殖废水、垃圾渗滤液、化肥工业废水等高氨氮有机废水具有良好的去除效果，且序批式反响器相较于传统工艺具有工艺简单、运转费用低、占空中积小等特性，使好氧颗粒污泥技术在处置高氨氮废水范畴具有良好的应用价值。但由于异养微生物生长速度快，当运转条件(如容积负荷、曝气量等)控制不当时，易形成颗粒污泥崩溃，沉降性能降落，出水水质恶化，因而好氧颗粒污泥的稳定性成为其工业化推行的瓶颈，这将是今后的研讨重点。
