JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

常低温条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理轻工行业废水的影响

张肖静,张涵,董永恩,龚瑶瑶,宋亚丽,张杰

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张肖静, 张涵, 董永恩, 等. 常低温条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理轻工行业废水的影响[J]. 轻工学报, 2024, 39(1): 109-117. doi: 10.12187/2024.01.014
引用本文:张肖静, 张涵, 董永恩, 等. 常低温条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理轻工行业废水的影响[J]. 轻工学报, 2024, 39(1): 109-117.doi:10.12187/2024.01.014
ZHANG Xiaojing, ZHANG Han, DONG Yongen, et al. Effect of ammonia nitrogen mass concentration on anaerobic digestion process for treating light industrial wastewater under normal and low temperature[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(1): 109-117. doi: 10.12187/2024.01.014
Citation:ZHANG Xiaojing, ZHANG Han, DONG Yongen, et al. Effect of ammonia nitrogen mass concentration on anaerobic digestion process for treating light industrial wastewater under normal and low temperature[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(1): 109-117.doi:10.12187/2024.01.014

常低温条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理轻工行业废水的影响

    作者简介:张肖静(1986-),女,河南省开封市人,18新利直播 副教授,博士,主要研究方向为污水生物处理。E-mail:zhangxiaojing@zzuli.edu.cn;
  • 基金项目:中原千人-中原青年拔尖人才支持计划项目(豫组通【2021】44号)
    河南省自然科学基金项目(232300420171)
    国家自然科学基金项目(22006139)

  • 中图分类号:X79;TS06

Effect of ammonia nitrogen mass concentration on anaerobic digestion process for treating light industrial wastewater under normal and low temperature

  • Received Date:2023-08-11
    Accepted Date:2023-10-11

    CLC number:X79;TS06

  • 摘要:在升流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)中启动厌氧消化工艺,考查常低温(<25 ℃)条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理模拟轻工行业废水性能的影响。结果表明,间歇加泥并控制回流比为7.5的条件有利于厌氧消化工艺的启动,当氨氮质量浓度为400~1400 mg/L时,对厌氧消化性能基本无不利影响,且在400~800 mg/L之间时,会轻微促进厌氧消化性能,但较高的氨氮质量浓度会导致部分微生物死亡,促使胞外聚合物和溶解性微生物产物含量增大。此外,氨氮质量浓度的升高不利于氢营养型产甲烷古菌 Methanobacterium的生长,其相对丰度从75.5% 降低至6.3%,但有利于乙酸营养型产甲烷古菌 Methanosaeta和兼性营养型产甲烷古菌 Methanosarcina的增殖,二者的相对丰度分别从19.8% 和1.7% 增大至63.8% 和29.1% 。常低温条件下,厌氧消化工艺可以处理氨氮质量浓度为0~1400 mg/L的高COD的轻工行业废水,但优势产甲烷古菌会发生显著演替。
    1. [1]

      刘晓英.餐厨垃圾特性及厌氧消化产沼性能研究[D].北京:北京化工大学,2010.

    2. [2]

      祁梦娇,赵伟仲,周艺璇,等.不同厌氧发酵系统在造纸废水处理中的应用[J].环境工程学报,2022,16(7):2416-2424.

    3. [3]

      李慧莉,龙志强,蔡锦潇,等.一体流化床反应器处理啤酒废水的研究[J].中国给水排水,2016,32(11):117-121.

    4. [4]

      王之晖,冯昊,宋乾武,等.纺织染整废水集中处理工艺技术现场验证分析[J].中国给水排水,2014,30(23):53-56.

    5. [5]

      佟爽,赵燕,祝明,等.屠宰及肉类加工废水处理现状及研究进展[J].工业水处理,2019,39(3):6-10.

    6. [6]

      生态环境部.中国生态环境统计年报—2019[M].北京:中国环境出版社,2021.

    7. [7]

      生态环境部.中国生态环境统计年报—2020[M].北京:中国环境出版社,2022.

    8. [8]

      生态环境部.中国生态环境统计年报—2021[M].北京:中国环境出版社,2023.

    9. [9]

      刘超,张学萌,陈闯,等.厌氧消化过程氨抑制的生物学机理[J].环境工程,2023,41(9):156-165.

    10. [10]

      何仕均,王建龙,赵璇.氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响[J].清华大学学报(自然科学版),2005(9):1294-1296.

    11. [11]

      陈泓,王雯,严湖,等.氨氮对有机废弃物厌氧消化的影响及调控策略[J].环境科学与技术,2016,39(9):88-95.

    12. [12]

      HEJNFELT A,ANGELIDAKI I.Anaerobic digestion of slaughterhouse by-products[J].Biomass & Bioenergy,2009,33(8):1046-1054.

    13. [13]

      SOSSA K,ALARCON M,ASPE E,et al.Effect of ammonia on the methanogenic activity of methylaminotrophic methane producing Archaea enriched biofilm[J].Anaerobe,2004,10(1):13-18.

    14. [14]

      ZHANG H,YUAN W D,DONG Q,et al.Integrated multi-omics analyses reveal the key microbial phylotypes affecting anaerobic digestion performance under ammonia stress[J].Water Research,2022,213:118152.

    15. [15]

      ZHANG H,ZHANG X J,CHEN Z,et al.Sulfate affects the anaerobic digestion process treating nitrogenous fertilizer wastewater[J].Biochemical Engineering Journal,2022,186:108550.

    16. [16]

      张肖静,位登辉,陈召,等.城市河道有机物、氮、硫污染物的分布规律研究[J].轻工学报,2021,36(1):51-57.

    17. [17]

      MA B B,ZHANG X J,GAO A H,et al.Efficient pollutant removal from deodorization wastewater during sludge composting using MBR-CANON process[J].Journal of Environmental Chemical Engineering,2022,10(6):108586.

    18. [18]

      WEI D H,ZHANG X J,CHEN Z,et al.Comparison of three anaerobic digestion reactors for low-carbon wastewater treatment[J].Water Environment Research,2022,94(4):e10702.

    19. [19]

      曹麒,何雨恒,卓桂华,等.高温条件下初始pH值对污泥-餐厨垃圾联合厌氧发酵产氢余物产CH4的影响[J].环境工程,2022,40(9):150-157.

    20. [20]

      ZHANG X J,ZHANG H,CHEN Z,et al.Achieving biogas production and efficient pollutants removal from nitrogenous fertilizer wastewater using combined anaerobic digestion and autotrophic nitrogen removal process[J].Bioresource Technology,2021,339:125659.

    21. [21]

      ZHANG X J,CHEN Z,MA Y P,et al.Influence of elevated Zn (Ⅱ) on Anammox system:Microbial variation and zinc tolerance[J].Bioresource Technology,2018,251:108-113.

    22. [22]

      LASPIDOU C S,RITTMANN B E.A unified theory for extracellular polymeric substances,soluble microbial products,and active and inert biomass[J].Water Research,2002,36(11):2711-2720.

    23. [23]

      TAY J H,LIU Q S,LIU Y.The role of cellular polysaccharides in the formation and stability of aerobic granules[J].Letters in Applied Microbiology,2001,33(3):222-226.

    24. [24]

      NI B J,ZENG R J,FANG F,et al.Evaluation on factors influencing the heterotrophic growth on the soluble microbial products of autotrophs[J].Biotechnology and Bioengineering,2011,108(4):804-812.

    25. [25]

      马文林,王安吉.接种比对猪粪中温条件产甲烷潜力的影响[J].农业环境科学学报,2023,42(8):1860-1869.

    26. [26]

      ZHU K Y,ZHANG L,WANG X X,et al.Inhibition of norfloxacin on anaerobic digestion:Focusing on the recoverability and shifted microbial communities[J].Science of the Total Environment,2021,752:141733.

    27. [27]

      SCHNURER A,NORDBERG .Ammonia,a selective agent for methane production by syntrophic acetate oxidation at mesophilic temperature[J].Water Science and Technology,2008,57(5):735-740.

    28. [28]

      WANG Z Z,WANG S,HU Y S,et al.Distinguishing responses of acetoclastic and hydrogenotrophic methanogens to ammonia stress in mesophilic mixed cultures[J].Water Research,2022,224:119029.

    29. [29]

      CHEN H,WANG W,XUE L N,et al.Effects of ammonia on anaerobic digestion of food waste:Process performance and microbial community[J].Energy & Fuels,2016,30(7):5749-5757.

    30. [30]

      BI S J,QIAO W,XIONG L P,et al.Improved high solid anaerobic digestion of chicken manure by moderate in situ ammonia stripping and its relation to metabolic pathway[J].Renewable Energy,2020,146:2380-2389.

    31. [31]

      BUHLMANN C H,MICKAN B S,JENKINS S N,et al.Ammonia stress on a resilient mesophilic anaerobic inoculum: Methane production,microbial community,and putative metabolic pathways[J].Bioresource Technology,2019,275:70-77.

    32. [32]

      ZHANG N,PENG H J,LI Y,et al.Ammonia determines transcriptional profile of microorganisms in anaerobic digestion[J].Brazilian Journal of Microbiology,2018,49(4):770-776.

    1. [1]

      张肖静,位登辉,陈召,张楠,张红丽. 城市河道有机物、氮、硫污染物的分布规律研究. 轻工学报, 2021, 36(1): 51-57.doi: 10.12187/2021.01.007

    2. [2]

      张靖楠,昌行行,张嘉祺,何培新,张志平,宋丽丽,杨旭,魏涛. 微波辐射预处理菌源对生物暗发酵制氢的影响. 轻工学报, 2022, 37(2): 30-37.doi: 10.12187/2022.02.004

    3. [3]

      张肖静,张涵,周月,陈召,张楠,位登辉. 亚硝化-厌氧氨氧化工艺的启动及微生物种群演替规律研究. 轻工学报, 2019, 34(6): 56-63.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.008

    4. [4]

      李石磊,李彦明,黄丹,马永鹏. 机械加工行业含乳化液废水处理工艺研究. 轻工学报, 2020, 35(2): 66-73.doi: 10.12187/2020.02.009

    5. [5]

      张肖静,傅浩强,张楠,张玉国,翟含飞,郑淑滑,张涵,郑凯伟. 低基质厌氧氨氧化滤柱的快速启动及稳定运行. 轻工学报, 2018, 33(4): 42-49.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.006

    6. [6]

      高明,崔钶,李昊,栗三一. 基于HCPS多层感知器的污水处理后氨氮浓度测量. 轻工学报, 2018, 33(6): 92-100,108.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.06.011

    7. [7]

      司广源,陈晔,梅凯. 厌氧反硫化沉淀法预处理高硫有机废水试验研究. 轻工学报, 2016, 31(5): 25-29.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.5.005

    8. [8]

      钮劲涛,邓伟玲,杜静雨,古家宇,周贤明,陈鑫,吉建涛,金宝丹. 含盐食品工业废水脱氮除磷性能研究. 轻工学报, 2024, 39(1): 118-126.doi: 10.12187/2024.01.015

    9. [9]

      张肖静,张红丽,张楠,位登辉,马冰冰,张涵,杨浩洁. 群体感应淬灭酶对MBR-CANON工艺脱氮性能及污泥特性的影响. 轻工学报, 2022, 37(6): 110-118.doi: 10.12187/2022.06.014

    10. [10]

      庞龙,庞榕,袁壹婷,叶长明,方少明. 河南省造纸行业污染物排放状况与废水治理措施. 轻工学报, 2016, 31(5): 30-35.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.5.006

    11. [11]

      马歌丽,杜聪聪,魏涛,余轩,毛多斌. 酵母菌吸附处理废水中重金属离子的研究综述. 轻工学报, 2014, 29(1): 38-43,53.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2014.01.007

    12. [12]

      何育萍,王大锋,徐磊,樊亚玲,薛秀云. 卷烟主流烟气中氨捕集方法的改进. 轻工学报, 2015, 30(5-6): 58-63.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.012

    13. [13]

      张涛,贺蕾,张彦. 燃煤锅炉烟气氨法脱硝实时监测系统. 轻工学报, 2014, 29(3): 97-99,104.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2014.03.022

    14. [14]

      罗玲,杨杰,许自成,耿宗泽,汪显军,吴福如,阳苇丽. 四川烤烟烟碱和总氮含量分布特点及对评吸质量的影响. 轻工学报, 2012, 27(1): 33-36.doi: 10.3969/j.issn.1004-1478.2012.01.009

    15. [15]

      徐清萍,王语迟,纵伟,赵光远. 高活性乳酸菌发酵型番茄酱生产工艺研究. 轻工学报, 2019, 34(4): 8-14.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.002

    16. [16]

      张志平,宋洋洋,王秋领,王清福,龚贵平,付瑜锋,陈高. 基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究. 轻工学报, 2024, 39(2): 19-27.doi: 10.12187/2024.02.003

    17. [17]

      金涌. 绿色创新——轻工产业持续发展的金钥匙. 轻工学报, 2016, 31(1): 1-5.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.1.001

    18. [18]

      张国强,黄朝章. 卷烟纸的透气度等设计参数对卷烟主流烟气中氨释放量及焦油含量的影响. 轻工学报, 2014, 29(5): 39-43.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2014.05.009

    19. [19]

      梁瑜海,肖咏茵. 养猪废水处理技术的研究进展. 轻工学报, 2020, 35(4): 67-80.doi: 10.12187/2020.04.010

    20. [20]

      吴育辉,汪海涛. 医药行业标准YY/T 0287-2003与CMMI的集成研究. 轻工学报, 2011, 26(6): 55-59.doi: 10.3969/j.issn.1004-1478.2011.06.015

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  • 收稿日期:2023-08-11
  • 修回日期:2023-10-11
    通讯作者:陈斌, bchen63@163.com
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      沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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    张肖静, 张涵, 董永恩, 等. 常低温条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理轻工行业废水的影响[J]. 轻工学报, 2024, 39(1): 109-117. doi: 10.12187/2024.01.014
    引用本文:张肖静, 张涵, 董永恩, 等. 常低温条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理轻工行业废水的影响[J]. 轻工学报, 2024, 39(1): 109-117.doi:10.12187/2024.01.014
    ZHANG Xiaojing, ZHANG Han, DONG Yongen, et al. Effect of ammonia nitrogen mass concentration on anaerobic digestion process for treating light industrial wastewater under normal and low temperature[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(1): 109-117. doi: 10.12187/2024.01.014
    Citation:ZHANG Xiaojing, ZHANG Han, DONG Yongen, et al. Effect of ammonia nitrogen mass concentration on anaerobic digestion process for treating light industrial wastewater under normal and low temperature[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(1): 109-117.doi:10.12187/2024.01.014

    常低温条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理轻工行业废水的影响

      作者简介:张肖静(1986-),女,河南省开封市人,18新利直播 副教授,博士,主要研究方向为污水生物处理。E-mail:zhangxiaojing@zzuli.edu.cn
    • 1. 18新利直播 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心/材料与化学工程学院, 河南 郑州 450001;
    • 2. 哈尔滨工业大学 环境学院, 黑龙江 哈尔滨 150090
    基金项目:中原千人-中原青年拔尖人才支持计划项目(豫组通【2021】44号)河南省自然科学基金项目(232300420171)国家自然科学基金项目(22006139)

    摘要:在升流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)中启动厌氧消化工艺,考查常低温(<25 ℃)条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理模拟轻工行业废水性能的影响。结果表明,间歇加泥并控制回流比为7.5的条件有利于厌氧消化工艺的启动,当氨氮质量浓度为400~1400 mg/L时,对厌氧消化性能基本无不利影响,且在400~800 mg/L之间时,会轻微促进厌氧消化性能,但较高的氨氮质量浓度会导致部分微生物死亡,促使胞外聚合物和溶解性微生物产物含量增大。此外,氨氮质量浓度的升高不利于氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium的生长,其相对丰度从75.5% 降低至6.3%,但有利于乙酸营养型产甲烷古菌Methanosaeta和兼性营养型产甲烷古菌Methanosarcina的增殖,二者的相对丰度分别从19.8% 和1.7% 增大至63.8% 和29.1% 。常低温条件下,厌氧消化工艺可以处理氨氮质量浓度为0~1400 mg/L的高COD的轻工行业废水,但优势产甲烷古菌会发生显著演替。

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