低浓度下短程硝化试验研究_刘海滨

第38卷第1期辽宁化工Vol.38,No.12009年1月LiaoningChemicalIndustryJanuary,2009低浓度下短程硝化试验研究刘海滨,李亚峰,李亭亭,田西满,姚敬博(沈阳建筑大学,辽宁沈阳110168)摘要:在低氧曝气短程硝化过程中,氧气是反应的限制因子,氧气的浓度和反应时间直接决定了氨氮的去除率。DO浓度0.25～0.75mg/L这一范围内,亚硝酸氧化速率很小,受DO浓度变化的影响也小;氨氧化速率相对较高,DO浓度对氨氧化速率影响相对较大。关键词:低氧;短程硝化;SBR中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1004-0935(2009)01-0035-04已有的研究表明[1-2],通过调低曝气量,使反应器内DO处于较低的浓度,可以实现短程硝化,亚硝化率可达80%左右。但现有的研究大都只是通过曝气量作为控制参数,然而某一曝气量下反应器内的DO值实际上是由反应器的大小,曝气器的曝气效率,以及反应器的负荷大小综合决定的,只对于哪些差别很小的反应器之间有一定借鉴意义。在0.5mg/L的溶解氧下[3],反应器能够较好的实现短程硝化。若DO高于或低于0.5mg/L会发生什么情况,此外,溶解氧过低接近于缺氧,其运行情况又怎样,需要通过试验来说明这些问题。1试验部分1.1试验装置SBR内径150mm,高500mm,采用的有效容积7L。采用鼓风曝气,通过转子流量计控制反应器内DO浓度,pH由进水中的NaHCO3控制在7.0～8.5。SBR反应器装置见图1。1.2试验用水与接种污泥试验用水成份[4]:(NH4)2SO4:1.18g/L;NaHCO3:3.00g/L;CaCl2:0.10g/L;MgSO4·7H2O:0.015g/L;KH2PO4:0.08g/L;微量元素溶液0.5ml/L(其中:0.17g/LMn2SO4·H2O;0.11g/LNaMoO4·2H2O;0.20g/LCoCl2·6H2O;0.10g/LZnSO4·7H2O;0.04g/LNiCl2·6H2O和0.24g/LFeCl3·6H2O)。配水采用自来水,其中NO3-N浓度为3.16～4.31mg/L。接种污泥为沈阳北部污水厂二沉池污泥。图1SBR反应器装置图1.3分析项目及测试方法NH+4-N:钠氏试剂比色法;NO-2-N:N(1-萘基)-乙二胺分光光度计法;NO-3-N:紫外光分光光度计法[5];MLSS-重量法;DO的测量采用HACHSensION8溶解氧仪;pH采用WTWpH526酸度计。1.4试验方法在进水30min后,通过测量反应器的DO值调节曝气的流量,得到数据如表1。然后,依据表1的数据分别在AR1,AR2,AR3的状态依次进行运行,温度控制在23±1℃,pH由NaHCO3控收稿日期:2008-12-01作者简介:刘海滨(1983-),男,在读硕士研究生。制在6.7～7.0之间,通过排除剩余污泥使反应器内的污泥浓度始终保持在3500mg/L,并对进水出水的三氮指标进行检测。表1试验数据供氧模式DO值/(mg·L-1)曝气量(AR值)/(mL·min-1)AR10.25～0.3310～330AR20.5～0.55400～420AR30.7～0.75530～5502试验结果与分析2.1整体运行效能本次试验共进行了30天,运行工况为12h,进水0.5h,曝气10h,沉淀1h,出水0.5h。1天运行2个周期。每个供氧模式各运行20个周期。2.1.1氨氮的去除图2是3种模式下的氨氮平均去除情况。其中1～20周期是AR1模式下运行的,21～40周期是在AR2模式下运行的,41～60是在AR3模式下运行的。图23种模式下氨氮去除情况通过图2可以发现AR1模式下氨氮去除率仅有50%左右,这说明过低的DO值会严重影响氨氧化速率,在DO为0.2～0.3mg/L的浓度下,即便在10h的反应周期下氨氮去除率也仅有50%～60%;而在AR2和AR3模式下的氨氮去除效果良好,氨氮去除率均达到95%以上,说明反应器内的氨氧化细菌数量是足以转化氨氮的,所以AR1模式下的低氨氮去除率是由于在低氧运行过程当中,氧气浓度过低,由于此时氧气是反应的限制因子,是反应的限速步骤,氧气浓度过低会直接导低的氨氧化速率,从而导致低的氨氮去除率。2.1.2亚硝酸的累积图3是3种模式下亚硝酸的累积情况。图3亚硝酸浓度变化情况通过图3可以发现,虽然在AR1阶段的氨氧化率虽然很低,亚硝酸累积量相对也很小,但其亚硝化比率确是3种模式最高的,平均亚硝化率为71.21%左右,AR2次之为60.42%,AR3最小为49.84%。可见,在反应时间相同的情况下,DO浓度值越高,其亚硝化率就越低,其原因可从两方面考虑,一是DO浓度的差别导致对硝化细菌的抑制程度不同,从而在相同时间内氧化的NO-2