甲醇与葡萄糖为碳源在反硝化过程中的比较_阎宁

第31卷第3期　　　　　　　　　　　　　　上海师范大学学报(自然科学版)Vol.31,No.32002年9月　　　　　　　　　JournalofShanghaiTeachersUniversity(NaturalSciences)Sep.2002甲醇与葡萄糖为碳源在反硝化过程中的比较阎　宁,金雪标,张俊清(上海师范大学城市与旅游学院,上海200234)摘　要:在颗粒滤床反应器内,以葡萄糖或甲醇为碳源,碳源充足时,均可以比较完全地去除硝酸盐,但以葡萄糖为碳源的最佳碳氮比较甲醇为碳源高得多,为6∶1～7∶1(C6H12O6∶NO-3-N)。当碳源不足时,反硝化过程存在亚硝酸盐积累现象,且葡萄糖为碳源时积累更严重。以CH3OH为碳源进行的反硝化速率较以C6H12O6为碳源的快得多,在相同条件下快3倍。在本实验条件下,反硝化过程表现出0级反应特征,k(CH3OH)=160mg/L·h,k(C6H12O6)=42mg/L·h。关键词:反硝化;碳源;反硝化速率C/N中图分类号:X506　　文献标识码:A　　文章编号:1000-5137(2002)03-0041-040　引　言　　　　　　　　　　收稿日期:2002-04-10基金项目:上海市自然科学基金(BL99004)作者简介:阎　宁(1971-),女,上海师范大学城市与旅游学院实验师。金雪标(1963-),男,上海师范大学城市与旅游学院副教授。在异养型反硝化过程中,作为电子供体的有机物应当能为微生物所降解,不同的有机物(碳源)反映出不同的反硝化速率[1]。以甲醇为碳源,控制合适的C/N值(CH3OH:NO-3-N),出水残留的有机物与硝酸盐很低,CODCr<10mg/L,NO-3-N<1.0mg/L[2]。对反硝化脱氮,饮用水与废水处理有不同的要求。饮用水处理中,要求投加的有机物含量低,且出水中残留的有机物少,可简省后续过程对有机物的去除,甲醇可满足此要求,某些饮用水工程中也采用乙醛和乙酸来代替甲醇[3],因为它们价格较低,毒性较小。在废水处理中,常常希望反硝化过程能更多地去除有机物,以最大限度地回收能量。因此,研究不同的有机物在反硝化过程中的行为具有重要的实际意义。2　实　验2.1　实验过程实验装置见图1。反应柱内径40mm,高度400mm,反应柱有效容积500mL,反应时间为1h。柱内填充2～5mm无烟煤粒,水流上流式。实验用水样为人工配置,将自来水中加入碳源(甲醇或葡萄糖)、硝酸盐(硝酸钠或硝酸钾)及磷1进水贮槽;2蠕动泵;3反应柱(S1～S5取样点);4出水贮槽图1　实验装置营养元素。接种污泥取自城市污水处理厂二沉池,经3～5周的培养增殖后,硝酸盐(进水NO-3-N40～80mg/L)去除率在90%以上。2.2　分析方法NO-3-N:酚二磺酸光度法;NO-2-N:N-〔1-萘基〕-乙二胺光度法;CODCr:重铬酸钾法,当CODCr<50mg/L时,采用0.025mol/L重铬酸钾,检测限为5mg/L。3　结果与讨论3.1　最佳C/N值比较最佳碳氮比是指在一定的进水硝酸盐浓度下,完全或接近完全反硝化所需的最少有机物与硝酸盐氮之比。图2,以CH3OH为碳源,进水CH3OH:NO-3-N=3.2∶1,实测NO-3-N78.84mg/L,CODCr328.9mg/L。1h反应后,出水NO-3-N,NO-2-N,CODCr分别为0.0514,0.063,44.87mg/L,NO-x-N与CODCr去除率分别为99.85%,86.4%,容积去除负荷分别为1.89kgNO-3-N/m3·d