同步硝化反硝化脱氮研究

痢鞠鼠鞠溅氯勋李丛娜吕锡武稻森悠平提要在控制SBR反应器保持良好的好氧状态条件下，考察进水COD／NH~比值对同步硝化反硝化脱氟效率的影响。同时也对同步硝化反硝化机理进行7初步的探讨。研究表明．进水COD／NH比值越高，总氮击除率越高，同步硝化反硝化现象越明显。由该试验可以推断活性污泥茵胶田中异养硝化茵和好氧反硝化苗的存在。关键词同步硝化反硝化好氧反硝化碳氮比SBR反应器0概述城市污水生物脱氮工艺中通常发生三种不同的生物反应。即有机物的好氧氧化、硝化和反硝化反应。大多数的生物脱氮工艺都将缺氧区和好氧区分隔开．即形成所谓的前置反硝化或后置反硝化工艺。因为根据传统的脱氮理论，硝化与反硝化反应不能同时发生，硝化反应在好氧条件下进行．而反硝化反应在映氧条件下完成。然而，最近几年国外有不少试验和报道证明存在同步硝化反硝化现象(Simuha—ne0Il8NitrificationandDenitrification，简称SND)，尤其是有氧条件下的反确化现象确实存在于各种不同的生物处理系统。如生物转盘【、SBR[、氧化沟【．CAST工艺4J等。同步硝化反硝化的优点如下5】：(1)硝化过程中碱度被消耗．而同时的反硝化过程中产生了碱度，SND能有效地保持反应器中pH稳定。而且无需添加外碳源，考虑到硝化苗最适DH范围很窄．仅为7．5～8．6，因此这一点是很重要的。(2)sND意妹着在同一反应器，相同的操作条件下。硝化、反硝化应能同时进行．如果能够保证在好氧池中一定效率的反硝化与硝化反应同时进行，那么对于连续运行的SND工艺污水处理厂，可以省去缺氧池的费用，或至少减少其容积。对于仅由一个反应池组成的序批式反应器来讲，SND能够降低实现完全硝化、反硝化所需的时间。SND系统提供了今后降低投资并简化生物除氮技术的可能性。然而，对于SND的机理还缺乏深入的认识与了解，要使该项技术实用化还有大量研22蛤木捧木voI．1，No．1∞1究工作有待完成。本研究中．控制反应器保持良好的好氧状态，考察进水coD／NH3比值对同步硝化反硝化及脱氮效果的影响。探索硝化反硝化一体化工艺的规律和特性及其工程应用的可行性，同时对同步硝化反硝化的机理进行初步的探讨。1试验材料和方法1．1试验装置试验所用SBR反应器为有机玻璃管制成。反应器内径为100ram，有效容积5L．反应器放置于28℃恒温箱中。通过时间自控装置控制每一周期的反应时间。1．2试验用水选用3种不同COD／N比值的人工配制污水作为进水。水质成分包括葡萄糖、氯化铵、硫酸镁、碳酸氢钠、氯化钠、氯化钙、磷酸二氢钾、氯化铁、氯化钴。进水氨氨浓度控制在20mg／L左右．3种进水平均COD／NH3比值控制在约7．9．4．6．2．3。1．3污泥驯化取南京锁金村污水处理厂曝气池活性污泥5L进行培养驯化，驯化期间采用的操作模式为：进水0．5h。曝气7h，沉降1h，排水0．5h，逐渐增加进水的COD和氨氨负荷。运行约30d左右，活性污泥混合液的MISS达3．5g／L|在进水COD为380mg／L，NH3一N为40mg／L的条件下，COD去除率达92％，NH—N去除率达99％以上，至此认为污泥驯化结束。1．4分析监测项目与方法COD采用重铬酸钾法，NH3一N，N研一N，维普资讯http://www.cqvip.comNO3-～N分别采用蒸馏滴定法，戴氏合金法，分光光度法。1．5试验方法试验操作模式为：进水0．5h，曝气5h，沉降1h，排水0．5h。控制反应器中混合液污泥浓度为1500mg／L左右，同时采用TDO．100型溶解氧控制仪保持曝气期间较高的溶解氧水平+以维持反应器曝气阶段良好的好氧状态。反应器每周期处理水量为3L，为反应器有效容积的60％。考察不同进水条件下的脱氮效果。对不同进水条件下反应器中的COD浓度、氮元素浓度进行了轨迹跟踪。轨迹跟踪均从曝气初始起开始取水样，在之后的5h曝气及1h沉降过程中。每隔1h取水样一次。2结果与讨论所得部分试验数据绘于图1～图4。在进水COD／NH3比值为7．9，4．6，2．3三种条件下，沉降阶段COD浓度均有不同程度的回升(图1)，这可能是由进水初期微生物吸附的有机物质转化成的内碳源在停止曝气后得以释放。以进水1氮元素轨迹跟踪图(如图3所示)为例可知，在每一工作周期的前期．硝化反应的进行使氨氮比较彻底地转化为硝酸盐氮。氨氮浓度逐渐降低+同时总氮浓度也逐渐降低。从这一现象可以得出的结论是：在这一阶段既发生了好氧硝化也发生了好氧反硝化(110同步硝化反硝化)，而且导致了比较可观的总氮去除率。图4表明，进水∞DNI-I3比值越高，出水总氮越低，总氮的去除率相应的也越高。因此，该模式下好氧反硝化现象随进水COD／NH3比值的提高而越加明显。有研究表明，当DO浓度大于2．6rag／L时，溶解氧能完全