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碳氮比对悬浮填料生物反应器氮去除效果的影响

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文档简介:

收稿日期:2007201215;修回日期:2007202210基金项目:贵州省科技攻关项目(黔科合NY字[2005]3020号)第一作者简介:陆天友(1974—),男,讲师,主要从事给排水工程的教学和科研。文章编号:167229250(2007)0120074205碳氮比对悬浮填料生物反应器氮去除效果的影响陆天友1,唐忠德2(1.贵州大学土木建筑工程学院,贵州贵阳550002;2.贵州省建筑设计研究院,贵州贵阳550002)摘要:文章研究了C/N对悬浮填料生物反应器脱氮效果的影响。出水中NH4+2N、NO2-2N和NO3-2N浓度以及pH值变化均受C/N的影响,实验得到的最佳C/N质量比为12∶1,TN去除率平均在85%。关键词:悬浮填料;同步硝化反硝化(SND);氮形态分布;C/N;pH值中图分类号:X703文献标识码:A悬浮填料生物处理工艺将悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法结合到一起,应用前景非常广泛。悬浮填料孔隙率大,密度接近于水,直接投加至反应器内,当生物膜形成以后,在正常的曝气条件下,即可实现填料的充分流化[1]。国内外应用悬浮填料反应器处理有机污染物和氮、磷营养物质都取得了一定效果[2-3],特别对于氨氮浓度较低的微污染水体、生活污水和石化废水处理效果较好[4-7],并研究了影响反应器硝化和反硝化效果的各种因素[8-9]。本文就悬浮填料反应器应用于高氨氮污水的治理进行了研究。氮营养元素的去除很大程度依赖于污水中碳源有机物的种类和数量。鉴于此本实验以一种柱状聚氯乙稀悬浮填料为载体,针对高浓度氨氮污水,采用同步硝化反硝化工艺,考察了C/N质量比对悬浮填料生物反应器脱氮效果的影响。1材料与方法1.1实验装置悬浮填料生物反应器实验装置如图1所示,实验所用反应器为有机玻璃制成,其内径10cm,高40cm,容积3L,有效容积2.5L。选用聚氯乙烯悬浮填料,图2为悬浮填料外形照片,中空圆柱状,中间有交叉横梁,高1cm,横截面直径1cm。密度略小于水,比表面积300m2/m3。填料的投配比约为50%。图1实验装置及流程图Fig.1.Experimentalsetandflowchart.1.高位槽;2.进水阀;3.挡板;4.反应器;5.曝气口;6.排泥口;7.出水口;8.气体流量计;9.空气泵1.2实验用水试验用水为人工模拟废水,用自来水加葡萄糖、碳酸氢钠、氯化铵、碳酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯47地球与环境EARTHANDENVIRONMENT2007年第35卷第1期Vol.35.No.1,2007图2悬浮填料外形照片Fig.2.Photoshowingthesuspendedcarrier.化钙、以及微量元素等模拟含有较高氨氮浓度的污水(水质见表1和表2)。进水CODCr质量浓度:700~2000mg/L,NH4+2N质量浓度100mg/L左右。表1人工废水基本组分Table1.Thecompositionofwastewater组分质量浓度/(mg/L)组分质量浓度/(mg/L)葡萄糖按实验要求决定CaCl210(NH4)2CO3133MgSO420NH4Cl133NaCl20KH2PO4135FeSO4·7H2O10NaHCO3400酵母膏50表2微量元素的母液组成Table2.CompositionofTraceelementsinwasewater组分浓度(mg/L)组分浓度(mg/L)FeCl3·4H2O10.0CoCl2·6H2O10.0MnCl2·4H2O25.0ZnCl2250NiCl·6H2O250CuCl2·2H2O150EDTA5.00H3BO3250(NH4)6Mo7O24·4H2O45036%HCl5mL/LNa2SeO3·5H2O5001.3水质分析方法实验中需测定的水质指标及监测方法包括:CODCr用国标重铬酸钾法测定;NH4+2N、NO2-2N、NO3-2N、TN采用国标法;溶解氧采用YSI2MOD2EL58型溶氧仪测定;pH值采用pHs23C型pH计测定。1.4试验方法接种污泥取自城市污水处理厂剩余污泥,实验采用序批式进水,连续曝气控制模式,每天进水一次。主要控制参数为:曝气量为0.6L/min,溶解氧浓度3mg/L,反应从进水开始计时,10h后取样测定,pH值为8~8.5,实验温度为室温。在启动阶段,控制每次的进水浓度,根据反应器的去除效果逐渐提高进水中的COD、NH4+2N浓度,提高方式为COD、NH4+2N浓度分别从200mg/L和20mg/L起以10%~15%的梯度逐步提高,当观察到填料上附着了一层淡黄褐色的生物膜,并且COD和NH4+2N的去除率保持在80%以上时启动结束,此时NH4+2N质量浓度达到100mg/L,启动历时一个月完成。待运行稳定后考察COD/NH4+2N质量

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