不同外碳源对污泥反硝化特性的影响_马勇

第卷第期年月北京工业大学学报不同外碳源对污泥反硝化特性的影响马勇,彭永臻,王淑莹北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京摘耍为了选择最优的反硝化外投碳源,应用和习反应器,系统地研究了甲醉、乙醇和乙酸钠作为外碳源时污泥的反硝化特性甲醉、乙醉和乙酸钠作为外碳源时污泥的比反硝化速率分别为·一'、盯'一`和·一'甲醉和乙醉作为外碳源时污泥产率大致相同约为,而乙酸钠作为外碳源其污泥产率最高以甲醉作为外碳源时系统启动时间和驯化期长,不能迅速地响应进水水质的变化乙醇是反硝化处理系统的最优外加碳源,具有反硝化速率高、污泥产率低、响应迅速、来源广且对环境的影响小等优点关妞词反硝化特性甲醉乙醉乙酸钠外碳源中圈分类号文献标识码文章约号一一一反硝化过程是指在缺氧条件下以有机碳源作为电子供体、硝态氮作为电子受体,将亚硝酸氮或硝酸氮还原为气态氮,从而实现氮有效去除的过程然而,当前大部分污水处理厂由于进水碳源不足普遍存在脱氮效率低的问题提高系统脱氮效率或反硝化容量的方法包括扩大缺氧区体积或外投碳源〔'然而在反应器体积一定的情况下,扩大缺氧区体积将降低好氧区体积,这会影响系统的硝化效果,可能导致系统出水氨氮不能达标这样只有扩建污水厂,才能同时满足硝化和反硝化过程的需求,然而扩建污水处理厂所需经费惊人实践表明,外投碳源可以提高系统脱氮效率,为避免外投碳源过量,增加系统运行费用,需要优化外碳源投量,从而最大程度优化系统运行不同外碳源对系统的反硝化过程影响不同,即使外碳源投加量相同,处理效果也不同有些外碳源投加后可以快速响应,而有些外碳源投加后需要经过一段适应和驯化期后才能起到作用,从而具有滞后性,不能最大程度优化系统运行有些外碳源反硝化速率较高,使用较小的缺氧区体积就能满足硝酸氮的去除,而有些外碳源反硝化速率较低,需要较大的缺氧区体积才能满足脱氮效果另外选择外碳源不但要考虑运行费用的问题,也要考虑系统稳定性和运行灵活性的问题当前常用的外投碳源主要包括甲醉、乙醇、乙酸钠、初沉池污泥和一些工业的废弃产物一〕一些研究者对甲醇作为外碳源进行了研究,研究发现,甲醇作为外碳源具有运行费用低和污泥产量小的优势,但甲醇并不能被所有微生物利用,在缺氧环境,只有一类微生物可以应用甲醇,即场户入。“,它具有较低的产率,在活性污泥中所占比例小,当投加甲醇后,需要一定的适应期直到它完全富集,才能发挥全部效果研究表明投加乙酸钠后硝酸氮的去除可以立即获得响应〔'〕〕对甲醇和乙醇作为反硝化碳源进行了比较,研究发现乙醇作为外碳源具有较好的效果文献表明,虽然对甲醇和乙醇作为外碳源的反硝化特性进行了研究,但至今未有关于甲醇、乙醇和乙酸钠种常用外碳源全面系统的研究作者应用和习反应器,从反硝化效率、污泥产率、运行灵活性及其优化、适应时间等方面,对甲醉、乙醉和乙酸盐种外碳源对应的污泥反硝化特性进行了研究,以期为城市污水处理系统反硝化反应选择一种最佳的外碳源,最大程度提高系统脱氮效率并降低其运行费用收稿日期加一一基金项目北京市科技计划项目资助印国家“十一五”重大科技专项课题资助一一北京市高校人才强教深化计划高层次人才资助项目作者简介马勇一,男,河北南宫人讲师第期马勇,等不同外碳源对污泥反硝化特性的影响试验材料和方法试验用反硝化污泥取自已连续运行个月以上,具有稳定脱氮效果的习工艺排放的剩余污泥图将污泥置于有效容积为的个中试验系统及控制装置见图,然后投加场和外碳源甲醇、乙醇或乙酸钠,进行缺氧反硝化,定时取样分析试验中在线监测和值,水样均由离心机经离心后测定试验中应用药品都为北京化工厂生产的分析纯药剂搅拌机进水管鼓风机碳源投加泵搅拌器进水泵出水温度控制器训圈日陆训圈陆日一川国味川日国队云基日易云到才︺呻一水管日片进内循环回流二沉池空气流量计污泥回流剩余污泥污泥排放阀口二〔巨口万口厂日一,曰匕二二门一一—门止二勺钊一宁门匕二州,'月『二,人一曰》州阅声水箱图习工艺试验装置脚州碑邓图间歇试验模型图邓试验分析方法二采用一型快速测定仪测定,硝酸氮用察香草酚分光光度法,亚硝酸氮用一一蔡基一乙二胺光度法,用滤纸称重法,和值用在线监测间歇试验进水值维持在左右,温度控制在一℃”呵一表示反硝化速率,指单位质量的污泥微生物单位时间内去除的一的质量,·一`表示污泥产率,指消耗单位质量的有机物所增长的污泥量,不同外碳源对应的污泥反硝化特性为了获取不同外碳源对应的污泥反硝化特性如最大反硝化速率,试验中通过初始投加的硝酸氮质量浓度来确定外碳源投加量,并保证外投碳源充足图是乙醇作为外碳源时反硝化过程的典型变化曲线,反应器内。维持在岁以为,初始投加。一为·经计算获得乙醇比反硝化速率“`一为·一'图是乙酸钠作为外碳源时反硝化过程的典型变化曲线,反应器内维持在以为,初始投加一为·,经计算获得乙酸钠的“呵一为'一'图“是甲醇作为外碳源