高濃度氨氮廢水的短程硝化研究現(xiàn)狀

更新時(shí)間：2008-11-27 10:16 來(lái)源：作者: 閱讀：2777

1試驗(yàn)裝置、材料與方法

　　試驗(yàn)裝置及工藝流程如圖1所示。

　　廢水經(jīng)由進(jìn)水泵從水箱中提升進(jìn)入反應(yīng)器底部，經(jīng)反應(yīng)后從出水口進(jìn)到沉淀池中，沉淀后的上清液排走，污泥則經(jīng)污泥泵回流進(jìn)入反應(yīng)器底部�？諝馔ㄟ^(guò)氣泵，經(jīng)氣體流量計(jì)控制氣量后進(jìn)入反應(yīng)器。反應(yīng)器置于恒溫水浴[(35±1)℃]中。試驗(yàn)中采用了pH在線控制，通過(guò)自動(dòng)投加Na₂CO₃溶液將pH值控制在7.0～7.8。

　　CSTR反應(yīng)器由有機(jī)玻璃加工而成，呈圓柱狀，高45cm，內(nèi)徑為14cm，有效容積為6L。進(jìn)水口位于反應(yīng)器底部，曝氣管從中部取樣口(距底部19cm)進(jìn)入反應(yīng)器，出水口距反應(yīng)器底部39cm。

　　原水的配制：在自來(lái)水中加入一定量的氯化銨作為基質(zhì)，同時(shí)加入一定量的磷酸二氫鉀和微量元素。

　　接種顆粒污泥取自北京紅牛維他命飲料有限公司的曝氣池(污泥的SS為14.2g/L，VSS為11.4g/L，VSS/SS＝0.8)。在反應(yīng)器中接種約2.5L污泥后的SS和VSS分別為6.3和4.7g/L。

　　分析時(shí)，COD測(cè)定：COD速測(cè)儀；pH值：pH計(jì)；SS和VSS：標(biāo)準(zhǔn)稱重法；氨氮：納氏試劑分光光度法；NO₂-N和NO₃-N：離子色譜法和N-(1-萘基)-乙二胺光度法；溶解氧：溶解氧儀。

2　試驗(yàn)結(jié)果

2.1 運(yùn)行結(jié)果

根據(jù)反應(yīng)器的運(yùn)行情況，可將試驗(yàn)過(guò)程分為兩個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)期(第1～23天)和提高負(fù)荷期(第24～141天)。在提高負(fù)荷期又可分為無(wú)回流階段(第24～40天)、間歇回流階段(第41～93天)和連續(xù)回流階段(第94～141天)。

整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)、出水氨氮濃度及出水NO₂-N和NO₃-N濃度的變化如圖2所示。

從圖2可以看出，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中多數(shù)情況下出水的氨氮濃度＜800mg/L，而在第125～139天時(shí)則基本保持在50mg/L以下。此外，出水NO₂-N濃度在第84天以前一直保持上升趨勢(shì)，后期則由于受進(jìn)水氨氮濃度下降的影響，也相應(yīng)地有所下降，而出水中的NO₃-N先是逐漸升高，然后再下降，到第26天時(shí)出水中的NO₃-N濃度已經(jīng)低于NO₂-N濃度，NO₂-N濃度與NO₂-N、NO3-N濃度之和的比值達(dá)到了0.57，說(shuō)明此時(shí)該反應(yīng)器已成功實(shí)現(xiàn)了短程硝化。此后，NO₃-N濃度一直在持續(xù)下降，到第73天時(shí)已經(jīng)檢測(cè)不到NO₃-N，在試驗(yàn)后期即使增加了污泥回流，出水中也沒(méi)有檢測(cè)到NO₃-N，這表明反應(yīng)器中幾乎完全淘汰了硝化細(xì)菌。

反應(yīng)器內(nèi)MLSS的變化如圖4所示。

2.2　污泥狀況

　　反應(yīng)器運(yùn)行到第87天時(shí)從排泥中取樣進(jìn)行掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)泥中細(xì)菌數(shù)量較多(以短桿菌和球菌為主)，但其表面似乎包裹著一層粘性物質(zhì)。從細(xì)菌形態(tài)看，球菌可能是亞硝化球菌屬的細(xì)菌，而桿菌則可能是亞硝化單胞菌屬的細(xì)菌。

3　討論

　　有、無(wú)污泥回流的運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果均表明，泥齡的長(zhǎng)短并不影響短程硝化的實(shí)現(xiàn)，即使在比1.5d更長(zhǎng)的泥齡條件下硝化細(xì)菌仍逐漸被淘汰出反應(yīng)器，從而實(shí)現(xiàn)了NO₂-N的穩(wěn)定積累。在連續(xù)進(jìn)行污泥回流的情況下仍能夠穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)短程硝化，表明該工藝有望進(jìn)一步直接應(yīng)用于處理低濃度氨氮廢水中。

4　結(jié)論

①以自行配制的高氨氮廢水為進(jìn)水，以普通活性污泥為種泥，在溫度為35℃、CSTR反應(yīng)器平均DO濃度為0.5～2.5mg/L、pH值為7～7.8的條件下連續(xù)運(yùn)行，在無(wú)污泥回流的狀況下從第26天開(kāi)始出水中的NO₂-N濃度超過(guò)了NO₃-N濃度，成功地實(shí)現(xiàn)了短程硝化；
　　②反應(yīng)器在增加間歇污泥回流的條件下運(yùn)行，出水中NO₃-N濃度仍一直呈下降趨勢(shì)，約30d后出水中檢測(cè)不出NO₃-N；當(dāng)反應(yīng)器采用連續(xù)污泥回流的方式運(yùn)行時(shí)，反應(yīng)器出水中也一直檢測(cè)不到NO₃-N，表明在泥齡較長(zhǎng)的運(yùn)行條件下也能夠成功地實(shí)現(xiàn)短程硝化；
　�、鄯磻�(yīng)器在進(jìn)水氨氮容積負(fù)荷達(dá)到1.2kg/(m³•d)時(shí)，氨氮去除率仍保持在95%以上；
　　④掃描電鏡的觀察結(jié)果表明污泥中的細(xì)菌以短桿菌和球菌為主。