MUCT工艺处理实际生活污水实现亚硝酸型硝化

书书书!第!卷!第#期!!化!工!学!报!!!!!!!$%&’!!(%’#!)*+)年#月!!,-./,!0%1234&!!!5627&!)*+)####研究论文!#$工艺处理实际生活污水实现亚硝酸型硝化曾!薇+!王向东+!张立东)!李博晓+!彭永臻+!+北京工业大学环境与能源工程学院北京+**+)##)北京工业大学建筑勘查设计院北京+**+)#$摘要%采用89,:工艺处理低,&(比实际城市生活污水研究在连续流工艺中实现亚硝酸型硝化的调控措施’试验在常温下共进行了+)+;结果表明%经过=;的启动期最终在水力停留时间!?:$@溶解氧浓度!AB$*’!*’CDE(FG+污泥回流比*H缺氧回流比+)*H硝化液回流比**H的条件下成功启动了短程硝化并稳定维持了C;’短程硝化期间好氧区亚硝酸盐积累率平均!)H最高达到*H#氨氮去除率!CH最高达=H’短程硝化影响因素的分析表明%6值游离氨!I5$游离亚硝酸!I(5$对本试验短程硝化无影响#温度和污泥停留时间!/?:$影响较小#?:和AB是短程硝化实现的控制因素’荧光原位杂交!J&1%2KLMK3MK73L7N1@OP27;7Q4N7%3I-/$试验结果表明%当系统由全程硝化状态转为短程硝化状态后氨氧化细菌!4DD%374%R7;7Q73EP4MNK2745BS$的比例明显提高最高达到T’H#亚硝酸盐氧化细菌!37N27NK%R7;7UQ73EP4MNK274(BS$以!#$%&’$(为主其所占比例明显下降’关键词%89,:#生活污水#短程硝化#氨氧化细菌#亚硝酸盐氧化菌#荧光原位杂交%&’%+*’T!T&V’7LL3’*#U++C=’)*+)’*#’*)T中图分类号%W=*’+!!!!!!!文献标志码%5文章编号%*#G++C=!)*+)$*#G++TCG*T()*+,-./+.0,123!#/)*+)*.42*56278+,09,0.:*);62:*.62*.+)/20,9)8).9!#$4+,;.::=(?.)@!?A(B)2/-9,/-@!CA(D)9,/-E!D’F,G)2,@!H=(I,/-J5./@!+)%**+,+%-./0$%/1+/#(*(/2./+$,3./,/++$/,4+5/,6/0+$%-7+89/%*%,34+5/,+**+)#)9/(#):/&##;#+%-$89#+8#;$(*.=’*%$(#%/(/2+&,/4+5/,6/0+$%-7+89/%*%,34+5/,+**+)#)9/($AK:*+2;*%(7N2%EK32KD%X4&0(37N27NK64N@Y4OY4L73XKLN7E4NK;734&4PULM4&KD%;7J7K;937XK2L7NO%J,46K:%Y3!89,:$62%MKLLN2K4N73E2K4&;%DKLN7MY4LNKY4NK2Y7N@&%Y,&(24N7%’:@KKR6K27DK3N4&2KL1&NL%J+)+;L@%YK;N@4N37N27N4N7%3Y4L4M@7KXK;4N@O;241&7M2KNK3N7%3N7DK!?:$%J@;7LL%&XK;%ROEK3!AB$%J*’)*’CDE(FG+L&1;EK2KMOM&K24N7%%J*H43%R7M2KMOM&K24N7%%J+)*H43;73NK234&2KMOM&K24N7%%J**H4JNK2LN42N166K27%;%J=;’(7N27N4N7%3Y4LLN4P7&7QK;J%2C;Y7N@434XK24EK37N27NK4MM1D1&4N7%324NK!(5?$%J!)HN@K@7E@KLN(5?16N%*H4XK24EK4DD%3742KD%X4&KJJ7M7K3MO%J!CH43;N@K@7E@KLN%J=H’8KM@437LDL%J37N27N4N7%373;7M4NK;N@4NN@K&%YABM%3MK3N24N7%3L43;L@%2N?:YK2K2K4&&O7D6%2N43NN%37N27N4N7%3Y@K2K4L6J2KK4DD%374!I5$43;J2KK37N2%1L4M7;!I(5$@4;3%KJJKMN%337N27N4N7%3’53;NKD6K24N12K43;L&1;EK2KNK3N7%3N7DK!/?:$6%LL7P&O@4;4L&7E@N&O6%L7N7XKKJJKMN%337N27N4N7%3’:@KJ&1%2KLMK3MK/&#;@OP27;7Q4N7%3!I-/$4LL4OL;KD%3LN24NK;N@4NN@K6K2MK3N4EK%J4DD%374%R7;7Q73EP4MNK274!5BS$73P7%D4LL73M2K4LK;Y@K3N@K6K2J%2D43MK%J89,:2K4MN%2Y4LM%3XK2NK;J2%DM%D6&KNK37N27J7M4N7%3N%37N27N4N7%343;N@K@7E@KLN5BS6K2MK3N4EK!!)*++G*TG*C收到初稿)*++G+)G*C收到修改稿’联系人%彭永臻’第一作者%曾薇!+T=#)$女教授’基金项目%国家自然科学基金项目!C*=**C$#北京市自然科学基金项目!+*)**C$#霍英东教育基金会高等院校青年教师基金!+)+*=!$’!!!L.;.)1.992*.%)*++G*TG+C’#,++.:4,/9)/-2M*5,+%Z2%J’Z.([\%3EQ@K36OQPV1N’K;1’M3!N,M/92*),/)*.0%L166%2NK;PON@K(4N7%34&(4N124&/M7K3MKI%13;4N7%3%J,@734!C*=**C$]!Y4L16N%T’H]8K43Y@7&KN@K6K2MK3N4EK%J37N27NK%R7;7Q73EP4MNK274!(BS$;KM2K4LK;43;(BSYK2K6@O&%EK3KN7M4&&O2K&4NK;N%!#$%&’$(’(7N2%EK32KD%X4&0(37N27NK64N@Y4OL4XKLN@K4K24N7%3M%LNL43;KRNK234&M42P%3L%12MKL4LM%D642K;N%37N24NK64N@Y4O’I%2N@KN2K4NDK3N%J;%DKLN7MY4LNKY4NK237N27N4N7%343;;K37N27N4N7%342K@7E@&OPK3KJ7M74&PKM41LKN@K%2E437MM42P%3L%12MK737N7LNO67M4&&O&7D7NK;’O.76,+9:%89,:#;%DKLN7MY4LNKY4NK2#37N27N4N7%3#4DD%374%R7;7Q73EP4MNK274#37N27NK%R7;7Q73EP4MNK274#J&1%2KLMK3MK/&#;@OP27;7Q4N7%3引!言污水生物脱氮包括硝化和反硝化两个过程*++’硝化过程又由两个阶段组成%氨氧化细菌!4DD%U371D%R7;7Q73EP4MNK2745BS$将(^#U(氧化为(BG)U(的亚硝化阶段*++和亚硝酸盐氧化细菌!37UN27NK%R7;7Q73EP4MNK274(BS$将(BG)U(氧化为(BGU(的硝化阶段*)U+’反硝化过程是异养菌在缺氧条件下将(BG)U(和(BGU(还原为氮气’近年来短程脱氮成为污水生物处理领域的研究热点*#U!+其定义为将硝化反应控制在亚硝化阶段获得稳定的亚硝态氮积累然后将(BG)U(还原为氮气*=+’与传统生物脱氮相比短程脱氮由于反应历程的缩短在理论上可减少)CH硝化需氧量,#*H反硝化碳源,C*H污泥产量和反硝化池容积*U+*+’对于低,&(比污水的处理短程脱氮更具有实用价值’已有研究表明实现短程硝化的主要控制因素有%6值*+++,溶解氧浓度!AB$*+)+,温度*++污泥停留时间!/?:$*+#+,游离氨!I5$和游离亚硝酸!I(5$抑制*+CU+!+,投加抑制剂!如(4,&$*+=+等’这些控制方法都是根据硝化系统内5BS和(BS的生理差异强化5BS的代谢活性并增加其相对数量使5BS成为优势硝化菌群从而使氨氧化速率!(^#$%%U((BG)U($大于亚硝态氮氧化速率!(BG)$%%U((BGU($*+=+将硝化反应控制在亚硝化阶段’但这些研究多集中在间歇式的/S?系统*+)+和高温*+#+,高氨氮废水*++的处理’连续流的89,:工艺是在传统5)B工艺基础上的一种改进由于将带有硝态氮的污泥回流至缺氧区消除了高浓度的硝态氮对厌氧释磷的影响在脱氮的同时保证了磷的去除’因此89,:工艺是氮,磷排放标准较为严格的污水处理的理想工艺’虽然已有关于连续流5B*++和5)B*+T+工艺短程脱氮的研究报道但有关89,:工艺处理实际生活污水短程脱氮的研究较少’由于89,:工艺要兼顾除磷效果其实现短程脱氮难度更大’本研究采用89,:工艺处理低,&(比实际城市生活污水考察在连续流脱氮除磷工艺中实现短程脱氮的调控措施并采用荧光原位杂交方法!J&1%2KLMK3MK/&#;@OP27;7Q4N7%3I-/$对系统中的硝化菌群5BS和(BS进行定量分析建立硝化菌群动态变化与工艺运行之间的相关关系’+!材料与方法@P@!试验装置89,:工艺试验装置如图+所示’反应区域由合建式的主反应区和二沉池组成主反应区体积=*F’试验期间主反应区分为=个格室其中第一格室为厌氧区第二格室为缺氧+区第三,四格室为缺氧)区第五,六,七格室为好氧区’厌氧区,缺氧+区,缺氧)区和好氧区体积比为+_+_)_’在上述#个反应区采用电动搅拌器使泥水充分混合’好氧反应区底部采用微孔曝气供氧’二沉池体积)#F采用中间进水周边出水的辐流式二沉池’试验用生活污水全部进入厌氧区’回流污泥至缺氧+区第一格室其回流比为?+#污泥和厌氧出水反应之后的混合液回流至厌氧区其回流比为?)#好氧区最后一个格室的硝化混合液回流至缺氧)区第一格室其回流比为?’试验期间进水回流污泥两个内循环的流量调节均由蠕动泵控制’@PE!试验用水和污泥试验用水取自某生活小区化粪池的实际生活污水各项水质指标见表+’从表中可以看出试验所采用的生活污水为典型的低,&(比的城市生活污水’平均,&(值仅为)最低甚至达到*’!’接种污泥取自北京市某城市污水处理厂二沉池回流(@ABB(化!工!学!报!!第!卷!图+!89,:工艺实验装置I7E’+!/M@KD4N7M;74E24D%J89,:62%MKLL+)Y4LNKY4NK2N43‘#))61D6#)73J&1K3N##)D7RK2#C)434K2%P7MQ%3K#!)N@KJ72LN43%R7MQ%3K#=)N@KLKM%3;43%R7MQ%3K#)4K2%P7MQ%3K#T)47261D6#+*)472J&%YDKNK2#++)ABDKNK2#+))472;7JJ1LK2#+)X4&XK#+#)LKNN&K2#+C)KJJ&1K3N#+!)43%R7M2KMOM&K#+=)37N24NK2KMOM&K#+)L&1;EK2KMOM&K#+T)Y4LNKL&1;EK!表@!原水水质$2K3.@!#52+2;*.+):*);:,8+2662:*.62*.+,%3NK3NL?43EK5XK24EK,BA&DE(FG+’==))+T’+##’(^#U(&DE(FG+C’T)T’=!=*’)TZ&DE(FG++’!T)++’C’T,&(*’!)’)’*=6=’+)=’#)=’+污泥属全程硝化污泥硝化性能良好’@PQ!分析测定方法水样经*’#C#D中性滤纸过滤后按照标准方法测定,BA,ZBG#UZ,(^#U(,(BGU(,(BG)U(*)*+’AB和6值的检测采用德国a:aU81&N7U#*7便携式在线测定仪’定义亚硝态氮积累率!37N27NK4MM1D1&4N7%324NK(5?$如下(5?b)!(BG)U($)!(BG)U($^)!(BGU($c+**H!+$式中)!(BG)U($和)!(BG