摘要：在厭氧序批式人工有機污水生物產氫反應器（ASBR）中發現氮"丟失"現象，并對此產氫系統發生脫氮作用的機理和主要影響因素進行了研究。結果表明，在以葡萄糖為發酵底物的厭氧產氫系統中，微生物分別以銨和硫酸鹽為電子供體和電子受體發生了硫酸鹽型厭氧氨氧化；進水有機物負荷和pH主要通過影響不同種微生物的活性而影響脫氮性能，氨氮和硫酸鹽的濃度直接與氮素去除率有關。在最大產氫能力為16 m3/（m3·d）、氫氣體積百分比為65%的生物制氫系統中，最大脫氮效率約為64%。產氫效率與氮脫除率呈現負相關關系。研究表明，在控制條件下，可以實現高有機物廢水厭氧脫除氨態氮，為生活污水直接厭氧脫氮開辟一條新途徑。

由于排放標準對氮濃度要求很嚴格，出水氮濃度能否達標是我國城市污水處理廠達標排放的關鍵。現階段我國城市污水的主體是生活污水。污水中的氮主要以氨態和有機態氮形式存在。隨著污水的厭氧自然“腐化”，微生物又通過氨化作用將其中的有機態氮轉化為氨態氮。若采用生物法脫除污水中的氨態氮，需經過硝化-反硝化作用，或是亞硝化-厭氧氨氧化，目前普遍采用的是硝化-反硝化生物脫氮。

由于進水碳氮比偏低，加之“盡可能減少缺氧段和好氧段間回流能耗（回流比一般不超過300%）”的要求，通常污水生物脫氮程度難以提高。硝化脫氮也是城市污水處理能耗高的主要原因之一。

Mulder A.等首次在實驗室規模的多級反硝化流化床反應器中發現了厭氧氨氧化現象，等通過間歇實驗證明厭氧氨氧化反應是由微生物引起的生化反應，氨和亞硝酸鹽在厭氧氨氧化細菌作用下被轉化為氮氣。該方法雖然擺脫了硝化-反硝化生物脫氮對有機物的依賴，但仍需要先將部分氨態氮轉化為亞硝態氮，因而在曝氣中會消耗電能。另一方面，在污水中有機物過高的情況下，厭氧氨氧化易被抑制。如果不經好氧硝化（亞硝化）就脫除污水中的氨態氮，則可以為污水處理開辟一條低能耗脫氮途徑。

等在用顆粒活性炭厭氧流化床處理酒糟廢水時發現了硫酸鹽型厭氧氨氧化，即微生物在厭氧環境下將氨和硫酸鹽轉變成氮氣和單質硫。根據電子受體的不同，厭氧氨氧化分為亞硝酸鹽型厭氧氨氧化和硫酸鹽型厭氧氨氧，參與這兩類反應的厭氧氨氧化菌被認為是自養菌。就目前的報道來看，2種類型的厭氧氨氧化都是在厭氧處理完全無機或有機物濃度較低的偏酸廢水，或者偏堿高濃度有機廢水中發生，未見高濃度有機廢水、酸性條件下發生厭氧氨氧化的報道。具體參見http://www.bnynw.com更多相關技術文檔。

本課題組在進行高濃度有機廢水厭氧生物制氫系統中發現了氮”丟失+現象，遂對這一脫氮現象進行了研究，探討了影響此產氫系統脫氮的因素。考慮到生活污水在化糞池中也是類似的厭氧環境，如果這一脫氮能夠成功，既可以實現厭氧環境下污水中有機物污染物的能源化和凈化，同時也可以脫除氨態氮，這將為污水的低能耗直接生物脫氮和資源化開辟一條新的途徑。

1實驗部分

1.1實驗裝置

詳情請點擊下載附件：厭氧產氫ASBR對氮的脫除