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CANON工艺(Completely autotrophic ammonium removal over nitrite)作为一种正在研究开发的自养生物脱氮系统,其反应过程与传统生物脱氮过程相比,可节省62％的耗氧量和100％有机碳源,而且CANON工艺可以在单一反应器内实现,节省了运行费用,脱氮效率高,是一种非常经济、有效并有发展前途的生物脱氮工艺。本实验采用两个上向流生物滤池反应器成功恢复启动了CANON工艺,并研究其处理城市污水处理厂二级出水的效果和影响因素,为CANON工艺在城市污水或再生水厂源水等低氨氮浓度废水处理中的应用提供了可行性。研究结果如下:
(1)在两个上向流生物滤池中恢复启动厌氧氨氧化工艺,并处理低浓度氨氮自配废水,启动时间仅需20d～22d,反应器A和反应器B氨氮负荷分别约达到360mgN/(L·d)和340mgN/(L·d)。厌氧氨氧化运行稳定后,逐渐减少进水亚硝酸盐氮浓度,直至为零,成功恢复启动两个CANON工艺,保持HRT2小时,反应器A氨氮负荷为330～380mgN/(L·d),氨氮去除率达到80％～95％,总氮去除率达到65％～85％；反应器B氨氮负荷为320～370mgN/(L·d),氨氮去除率达到80％～90％,总氮去除率达到60％～75％。
(2)在CANON工艺成功恢复启动后,用稀释的污水厂二级出水作为进水,并逐渐提高进水中二级出水比例。反应器A一共运行93天,反应器B一共运行98天,在整个运行阶段,氮素污染物得到有效去除。当进水全部为二级出水时,两反应器出水氨氮低于5mg/L,总氮低于15mg/L,出水水质达到《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)关于氮素的要求。在CANON工艺处理二级出水过程中,CODcr略有下降,尽管进水中存在有机物,但氨氮和总氮去除效果未出现大幅度波动,说明反应器对少量有机物负荷有一定的适应能力。CANON工艺最适温度为28～32℃,此时氨氮和总氮去除效果最好,NH+4-N去除率在90％以上,总氮去除率为60％左右。当反应器温度逐渐降为20℃,氨氮和总氮的去除率均随着温度的下降而降低,但在20℃条件下,氨氮去除率仍在75％左右,总氮去除率大于40％。