氟化物对厌氧氨氧化工艺的抑制特性研究

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摘要文章对厌氧氨氧化工艺处理含氟废水的可行性进行研究。在批次试验中，当总氮浓度为200 mg L-1时，氟化物的半抑制浓度(IC50)为767 mg L-1。氟化物的抑制影响与基质浓度(> 420 TN mg L-1)和曝光时间明显相关。在升流式厌氧污泥床反应器（UASB）中可长期监测和评估氟化物的影响。结果表明，当氟化物浓度为400 mg L-1时，厌氧氨氧化反应器的运行性能和颗粒污泥特性出现异常。当氟化物浓度逐增至250 mg L-1时，颗粒污泥的直径和沉降速度显著增大。当UASB反应器经183天的驯化后可处理350 mg L-1的含氟废水。 48158

Abstract The feasibility of using the anammox process for treating wastewater that contains fluoride was examined in this study. The 50% inhibitory concentration (IC50) of fluoride for anammox biomass was calculated to be 767 mg L-1 in batch tests with an initial total nitrogen (TN) level of 200 mg L-1. A remarkable inhibitory effect of fluoride emerged when the substrate was supplied at >420 mg L-1 TN. And the inhibitory effect is also relevant to the exposure times. The long-term effect of fluoride stress was continuously monitored an1d evaluated in an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. The result shows that the performance and particle characteristics of anaerobic ammonia oxidation reactor become abnormal at a fluoride concentration of 400 mg L-1. The diameter and settling velocity of the granules significantly increased with the addition of 250 mg L-1 fluoride. The anammox UASB reactor was able to treat wastewater containing up to 350 mg L-1 fluoride after 183 days.

毕业论文关键词：厌氧氨氧化；氟化物；抑制；颗粒污泥

Key words：anammox; fluoride; suppression; granular sludge

1 引言 4

2 材料和方法 4

2.1 污泥来源 4

2.2 反应器构型和操作策略 5

2.3 急性毒性试验 5

2.4分析方法 5

2.5数学模型 6

3 结果与讨论 6

3.1 短期影响试验 6

3.1.1急性毒性试验 6

3.1.2暴露时间的影响试验 8

3.2 长期影响试验 9

3.2.1 反应器性能 10

3.2.2 UASB反应器的颗粒特性 10

4 结论 12

参考文献 12

致谢 16

1 引言

厌氧氨氧化是以NH4+-N作为电子供体，以NO2--N作为电子受体的微生物反应[1]。与传统的硝化和反硝化过程相比，厌氧氨氧化工艺能够节约能源和提高脱氮效率[2]。然而，厌氧氨氧化工艺对各种各样的废水成分非常敏感，常见的抑制剂如乙醇、醛类、酚类[3]、抗生素[4]，重金属[5]等都可影响厌氧氨氧化细菌的生长。

氟化物广泛存在于各种工业废水和绝大多数类型的土壤中。世界卫生组织（WHO）将氟化物列为人类使用水的污染物之一。更重要的是，它往往存在于大量未经处理的工业废水中，其中包括铝冶炼厂、磷酸盐肥料、半导体制造、玻璃、制砖行业和煤炭发电厂[6-10]。氟化物的含量在未处理的工业废水中相差很大。据报道，台湾半导体产业排放的污水中氟化物浓度高达500-2000 mg L-1[11,12]。众所周知，少量的氟化物有利于避免龋齿的发生，但当它的浓度超过一定值时便会成为有毒物质。关于氟化物对微生物的潜在毒性及对废水生物处理的信息是非常有限的。