3种单一及其混合碳源的生物反硝化脱氮效能_胡小宇

第４６卷第１期２０２０年１月水处理技术ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＷＡＴＥＲＴＲＥＡＴＭＥＮＴＶｏｌ．４６Ｎｏ．ｌＪａｎ．，２０２０５７ＤＯＩ：１０．１６７９６／ｊ．ｃｎｋｉ．１０００－３７７０．２０２０．０１．０１２３种单一及其混合碳源的生物反硝化脱氮效能胡小宇，朱静平（西南科技大学环境与资源学院，四川省低成本废水处理技术国际科技合作基地，四川绵阳６２１０１０）摘要：分别以乙酸钠，乙醇、葡萄糖及其两两混合物作为外碳源，对生活废水进行生物反硝化研究．结果表明，不同碳源系统均出现了ＮＣＶ－Ｎ的短时间积累，与单一碳源系统相比，对应混合碳源系统Ｎ０２＿－Ｎ最大积累量较低。从培养初始至丨２０ｍｉｎ时，随培养时间增加，单一和混合碳源系统中ＮＣＶ－Ｎ含量均大幅降低，乙酸钠、乙醇、葡萄糖、乙酸钠＋乙醇、乙醇＋葡萄糖、乙酸钠＋葡萄糖系统的平均反硝化速率分别为６．９、５．１、４．３、７．２、５．７、６．０ｍｇ／（ｇ．ｈ），至１２０ｍｉｎ时，各系统Ｎ０３－Ｎ去除率分别为１００％、７７．８％、６４．８％、１００％、７８．４％、８５．１％。乙酸钠、乙酸钠＋乙醇、乙酸钠＋葡萄糖系统ＮＣＶ－Ｎ去除率分别在１２０、丨２０、２１０ｍｉｎ时达到１００％。从脱氮效果、碳源成本、环境风险角度，乙酸钠＋．葡萄糖更适合作为工程应用上的外碳源。关键词：单一碳源；混合碳源；缺氧；反硝化脱氮开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ码）：中图分类号：Ｘ７０３．１文献标识码：Ａ文章编号：１０００－３７７０（２０２０）０１－００５７－００５采用生物反硝化脱氮时，有机碳源作为电子供体被异养微生物利用针对污水处理厂普遍面临的因反硝化碳源不足导致出水总氮含量不能稳定达标的问题，许多污水处理厂通过补偿碳源来改善生物脱氮的性能。外碳源种类繁多，现今，污水处理厂常用的外碳源主要包括乙酸钠、甲醇、乙醇、乙酸和葡萄糖等。国内外对投加外碳源强化废水脱氮性能的研究众多，曹相生等研究表明，乙酸钠作为外碳源对废水中硝酸盐氮有高效的去除效果％李桂荣等分别以甲醇、乙酸钠作为外碳源，研究表明，以甲醇为碳源时ＣＯＤ的去除率最高为９７．０％；以乙酸钠为碳源时ＮＨ４＋－Ｎ、ＴＰ的去除率最高分别为９９．５％、９５．９％［３］。王洪贞等研究表明，以葡萄糖为外碳源时，在碳源投加量分别为５０、１００、２００ｍｇ／Ｌ的条件下，ＮＣＶ－Ｎ去除率分别为４７．３％、６４．３％、７６．２％，污水处理厂常年投加碳源增加了经济成本，故需优选碳源及投加量［４１。吴代顺等利用乙酸钠、甲醇、乙醇作为碳源进行反硝化实验时，研究表明乙酸钠是适宜的碳源，优化的ＣＯＤ／ｐ（ＴＮ）为５．８：１［５］。同时投加不同外碳源时，反硝化速率存在较大差异［Ｍ１。目前投加外碳源处理生活污水的研究主要针对单一碳源。为探讨不同单一碳源及其混合碳源对反硝化脱氮的影响，本研究分别以乙酸钠、乙醇、葡萄糖３种单一碳源及其两两组合的混合碳源作为外碳源进行生物反硝化脱氮实验，旨在为工程上反硝化生物脱氮碳源的选择提供一定的技术支撑。１实验部分１．１实验材料反硝化污泥：取自某公司Ａ＾Ｏ—体化装置缺氧池。该污泥的沉降比（ＳＶ３０）为２１％，污泥容积指数（ＳＶＩ）为１１６ｍＬ／ｇ，ｐ（ＶＳＳ）／ｐ（ＳＳ）为０．７３。试剂：乙酸钠、无水乙醇、葡萄糖、硝酸钾，均为分析纯；微量元素。实验用水：分别以乙酸钠、乙醇、葡萄糖、乙酸钠＋乙醇（按其ＣＯＤ为１：１混合）、乙醇＋葡萄糖（按其ＣＯＤ为１：１混合）、乙酸钠＋葡萄糖（按其ＣＯＤ为１：１混合）作为外碳源，将６份以ＣＯＤ计相同量的不同碳源分别和相同质量的硝酸钾固体溶于装有适收稿曰期：２０１８－１１－２２基金项目：四川省科技计划资助项目（２０１７ＳＺ００８４）作者简介：胡小宇（１９９３—），女，硕士研究生，研究方向为生活污水处理；联系电话：１８３８０５８４７８６：电子邮件：２７２２１６９８９９＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：朱静平，博士，教授；电子邮件：ｚｊｐ．ｇｄ＠１２６．ｃｏｍ５８水处理技术第４６卷第１期量蒸馏水的６个桶中，再分別向６个桶中加入一定量的微量元素浓缩液，以配制６种不同碳源且合适碳氮比的实验用水，不同碳源实验用水的碳氮比大致相同。乙酸钠和葡萄糖均为预先配制的质量浓度为５ｇ／Ｌ的溶液，乙醇为质量分数为９９．７％的无水乙醇。１．２实验方法将所取的反硝化污泥静置３０ｍｉｎ后，弃去上清液。以２Ｌ烧杯作为培养装置，分别取６００ｍ