利用碱度控制SBR中短程硝化反应的进程_张子健

ISSN1000-0054CN11-2223/N清华大学学报(自然科学版)JTsinghuaUniv(Sci&Tech),2008年第48卷第9期2008,Vol.48,No.923/381475-1478利用碱度控制SBR中短程硝化反应的进程张子健1,王舜和2,王建龙1,汪群慧2(1.清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084;2.哈尔滨工业大学环境科学与工程系,哈尔滨150090)收稿日期:2007-06-06基金项目:国家自然科学基金资助项目(59978020);高等学校博士学科点专项科研基金资助课题作者简介:张子健(1981—),男(汉),山东,博士研究生。通讯联系人:王建龙,教授,E-mail:wangjl@tsinghua.edu.cn摘要:为研究利用碱度控制序批式反应器(SBR)中短程硝化反应进程的可能性,该文考察了不同碱度情况对SBR短程硝化过程的影响。当碱度低于理论需要时,pH会超出亚硝酸菌适宜的范围,导致反应中止。故可用pH和溶解氧作为控制参数,利用碱度控制短程硝化实现出水50%亚硝化。结果表明,短程硝化与初始碱度密切相关,当初始碱度为理论值一半左右时,恰好约有50%～60%的氨氮被亚硝化。另外pH降低是反应受到抑制的主要原因。关键词:碱度;短程硝化;亚硝化;溶解氧中图分类号:X703.3文献标识码:A文章编号:1000-0054(2008)09-1475-04Effectofalkalinityonthe[NH+4-N]ratioduringpartialnitrificationinasequencingbatchreactorZHANGZijian1,WANGShunhe2,WANGJianlong1,WANGQunhui2(1.InstituteofNuclearandNewEnergyTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)Abstract:Partialnitrificationinasequeringbatchreactorissensitivetothealkalinity.Experimentaltestontheeffectofalkalinityon[NH+4-N]ratioduringpartialnitrificationshowsthatlowalkalinityenvironmentsarenotconducivetoammonia-oxidizingbacteria’sactivityduringthenitritation.Asaresult,thenitritationprocessceased.Therefore,thepHandthedissolvedoxygencanbeusedtocontrolthenitrificationprocesswiththealkalinityusedtocontrolthenitrificationtoachievehalf-nitritation.Thebatchexperimentalresultsindicatethatthe[NH+4-N]removalrateisrelatedwiththeinitialalkalinityandthatreductionsinthepHvaluestopthenitritationprocess.Keywords:alkalinity;partialnitrification;nitritation;dissolvedoxygen短程硝化反硝化与全程硝化反硝化相比,这一过程可节省25%的供氧量和40%的碳源,并可缩短反应时间,减少剩余污泥量,这使得该技术成为废水处理领域的研究热点。此外,基于厌氧氨氧化(Anammox)工艺的兴起,如何实现约50%的氨氮转化率,为其提供适宜的进水,也具有十分重要的研究意义和应用前景[1]。因此研究如何对短程硝化进行稳定控制是其得以应用的关键难点之一[2]。影响亚硝化的因素较多,其中维持充足的碱度是保证反应进行的必要条件。在亚硝化过程中,氧化1molNH+4-N会生成2molH+,这使得pH逐渐下降,而亚硝酸菌适宜的pH值范围为7.0～8.5,低于此值便会抑制生长。目前系统研究碱度对短程硝化过程影响的文献尚不多见。本研究首先考察不同碱度对序批式反应器(sequencingbatchreactor,SBR)中亚硝化积累的影响,然后借助碱度与亚硝化积累之间的制约关系,尝试通过碱度控制短程硝化反应的进程。1材料