有机碳源对低碳氮比生活污水好氧脱氮的影响

第5卷第6期2005年12月安全与环境学报JournalofSafetyandEnvironmentV0J．5No．6DCC，2005文章编号：1009．6094(2005)06—0011-05有机碳源对低碳氮比生活污水好氧脱氮的影响高景峰，彭永臻，王淑莹(北京工业大学环境与能源工程学院，北京100022)摘要：利用间歇式生物膜反应器研究了有机碳源对低碳氮比(COD／TN在3左右)实际生活污水好氧脱氮的影响。处理实际生活污水的实验结果表明，在好氧条件下总氮平均去除率为80％。投加葡萄糖进行5个碳氮比的对比实验，随着COD／TN的升高，好氧总氮去除率由67％(COD／TN：1．63)逐渐上升至93．6％(COD／TN：8．43)；但是当COD／TN超过8．43后，总氮去除率提高的并不明显(当COD／TN为8．89时，总氮去除率为96．8％)。最后进行了不含有机碳源的实验，其好氧总氮平均去除率为24％。综合分析表明，同时硝化反硝化和好氧脱氨共同导致了SBBR处理低碳氮比生活污水的好氧脱氮。此外，在所有实验过程中，好氧脱氮终点在DO和pH的变化曲线上有相应的跃升点。利用该特征点可以实时控制好氧脱氮的反应时间，并有利于实现短程好氧脱氮。关键词：环境工程；低碳氮比；实际生活污水；好氧脱氮；同时硝化反硝化；好氧脱氨；实时控制中图分类号：X703．1文献标识码：AO引言低碳氮比废水脱氮所面临的主要问题是如何以最低的代价提高其总氮去除率。近年来同时硝化反硝化(SimultaneousNitrificationandDenitrification，SND，又称同步硝化反硝化)及好氧脱氨(AerobicDeammonification)等新型脱氮技术为低碳氮比废水经济高效脱氮提供了可能。最早提出SND现象的是Robertson和Kuenen⋯。在许多实际工程中也发现了SND现象，如SBRj、生物转盘_3j、流化床_4j及氧化沟_5J等。对SND生物脱氮的机理目前有微环境理论[5．63和生物学理论_7两种解释。微环境理论目前得到了最广泛的支持，但是其最大缺陷是反硝化缺乏有机碳源，SND脱氮效率较低。关于生物学理论，目前国内外对好氧反硝化菌分离的报道并不多。阮文权等_10j利用好氧颗粒污泥实现SND。Meyer等_1lj利用聚磷菌完成SND，以期实现同时脱氮除磷。Hippen于1997年发现了好氧脱氨工艺_1J(或称之为全程自养脱氮工艺，AutotrophicAmmoniaRemovM)，Siegrist_】及杨虹_IJ等也有研究报道。同时近几年又出现了几种不需要有机碳源的全程自养脱氮工艺，如一体化全程自养脱氮(Com—pletelyAutotrophicNitrogenremovalOverNitrite，简称*收稿日期：2005．06．06作者简介：高景峰，博士，副教授，从事污水处理研究。基金项目：国家自然科学基金资助项目(50508001)；北京市教育委员会科技发展计划面七项目(KM200510005020)；湖北省废物地质处置与环境保护重点实验室开放研究基金资助项目(HBWDEP一2003—04)；北京工业大学校青年基金项目(97005013200303)CANON_l)、限氧自养硝化一反硝化生物脱氮系统(OxygenLimitedAutotrophicNitrogenandDenitrificationSystem，简称OLAND_l6_)和厌氧氨氧化(AnaerobicAmmoniumOxidation，简称ANAMMOX【173)。研究者对自养脱氮从工艺、微生物学和生理学等方面进行了研究；但是关于其有毒中间产物如NO、N，0等形成和防止、分离鉴定其相关微生物、工艺的长期稳定运行等方面尚需做进一步的研究。好氧脱氮技术指在同一反应器中，相同的操作条件下(好氧条件下)，硝化、反硝化反应同时进行，发生“超量”的总氮亏损。好氧脱氮技术的实现不仅克服了传统生物脱氮的缺点，而且具有节省碳源，实现单级脱氮，减少占地面积和基建投资等优点；但是关于其稳定实现及其机理还有待进行系统深入地研究。本文利用SBBR处理低碳氮比的实际生活污水，探讨有机碳源对好氧脱氮的影响，并同时考察DO和pH作为该过程自动控制参数的可行性。1实验材料和方法1．1污泥和污水实验所用污泥来源于北京市高碑店污水处理厂；实验用水为北京工业大学家属区排放的生活污水，水质指标见表1。1．2实验装置实验所用SBBR为圆柱形，高36cm，直径30cm，总有效容积25L，有机玻璃制。反应器内部填充瑞琪生物填料，其物理性能见表2。载体挂膜后的填充率为32％。采用鼓风曝气，用转子流量计调节并维持曝气量在0．25mh一，用温控仪和加热器调控水温在(30±1)℃。SBBR的运行方式为：瞬间进水(5min)～