SBBR自养型短程硝化的实现及其影响因素研究张立成

S日日自养型短程硝化的实现及其影响因素研究张立成`,“孙积有`沈阳建筑大学市政与环境工程学院,沈阳傅金祥,唐玉兰`沈阳建筑大学建筑设计研究院,沈阳摘要采用序批式生物膜反应器以及模拟无碳源的理想生活污水,对系统内各参数进行反复调试,在一个月内实现了自养型短程峭化系统的启动,氨氮去除率为,亚峭态氮积累率为。当温度控制在一℃时都会实现短程峭化,而℃时短程峭化的效果最佳系统其他条件不变的情况下〕为时,短程峭化的效果最好系统具有一定的承受有机负荷的能力,在进水中外加浓度不超过时,不会对系统产生影响且的去除率为。关键词自养型短程稍化系统溶解氧一`,,`,`,`,似夕,洲,夕夕,夕,献飞因飞班犯飞切瓦。”,垃垃,飞'℃,一。,以〕一川,一江传统生物脱氮是在传统二级生物处理中将有机氮转化为氨氮的基础上,通过硝化菌的作用,将氨态氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮,然后再利用反硝化菌将硝态氮和亚硝态氮转化为氮气,释放到大气中,从而达到从污水中脱氮的目的。辽宁省教育厅资助项目沈阳建筑大学省级重点实验室开放基金资助项目一格平绿色助学行动辽宁环境科研`工程'。硝化过程中有积累的现象是由在年发现的一〕,他最早提出了短程硝化反硝化生物脱氮,之后国内外许多学者对此进行了试验研究。所谓短程硝化川就是将传统的全程硝化一咙一万一控制在亚硝态氮阶段即一咙一。短程硝化具有低溶解氧的特点,这比传统的全程硝化可以节约的气〔一〕。短程硝化可以为很多工艺进行服务,例如可以给水排水`增邢DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2010.s1.020在实现短程硝化后进行反硝化脱氮,也可以为反硝化聚磷菌提供电子受体实现连续流戊元。`工艺在缺氧条件下同步脱氮除磷的目的。因此对短程硝化的研究是很有必要的。材料与方法试验装置及流程本试验利用高位水箱进行重力流进水,水箱有效容积约,反应器采用有机玻璃制作,内径为,高度为。,有效容积。通过时控开关与电磁阀相连来实现对进出水时间的控制。采用温控仪控制水温在℃左右,利用时控开关来实现对温控仪的启动和关闭的控制。通过曝气泵和气体转子流量计相连实现对进气量的控制,从而实现了对溶解氧的控制,同样利用时控开关来控制曝气泵的启动和关闭。采用的填料为组合填料。本试验进水而,曝气,静沉,排水。试验装置如图所示。一一一③③,,日日干干干气气卜卜卜卜、、仁仁仁''今今今今高位水箱平衡水箱浮球阀曝气泵温控仪组合填料曝气头取样口转子流量计电磁阀时控开关图序批式生物膜反应器装置污泥来源及试验用水本试验的污泥取自沈阳市北部污水处理厂二沉池的回流污泥。试验用水采用模拟的生活污水,主要用药包括氯化按、磷酸二氢钾、硫酸镁和氯化钙以及微量元素。微量元素在原水进人膜生物反应器后进行投加。模拟污水的平均水质情况见表。表模拟污水水质微量元素每升含量。··峨··。本试验为了给系统实现短程硝化的快速启动创造最有利于自养型微生物亚硝酸菌的生长环境,所以在启动阶段采用了不含有机碳源的理想生活污水,这样可以避免其他异养型微生物与其竞争,使其顺利成为优势菌种。水质检测指标及其方法试验水质检测指标及其方法如下氨氮检测采用钠氏试剂分光光度法亚硝态氮检测采用一一蔡基一乙二胺光度法硝态氮检测采用紫外分光光度法采用以〕仪值和温度采用计。结果和讨论短程硝化的实现短程硝化的实现主要在于以、和温度的控制,在启动初期将组合填料和活性污泥及配好的原水共同放人反应器中。试验启动期氨氮的去除率和亚硝态氮积累率见图。试验的启动期氨氮去除效果不是很稳定,这是因为对短程硝化各个参数的把握没有找到一个最佳的值。图中第四个周期氨氮的去除率仅为,这是因为进水氨氮浓度过高,污泥对过高的进水氨氮浓度不适应造成的。经过一段时间的调试,在水力停留时间为的条件下,随着系统的慢慢适应,氨氮的去除率日益趋于稳定,保持在肠左右在启动的初期,亚硝态氮积累率很低而且起伏不定,这是因为启动初期亚硝化菌的含量并没有处于优势地位,以及启动初期对各参数的调试也影响到了亚硝态氮的积累。通过一段时间的培养驯化,从第个周期开始出水的亚硝态氮为左右,亚硝态氮积累率达到了左右。指指标标一创一吨以入入微量元素素浓浓度工芝畏跨撼籍加周期个图启动阶段氨氮去除率和亚硝态氮积累率的变化曲线给水排水增刊启动阶段出水硝态氮的含量见图。从图可以看出在污泥驯化的初期硝态氮含量较高,但是、、、四个周期的硝态氮含量相对较低。这是因为这四个周期的进水氨氮相对较低,都在左右。随着试验的进行,经过不断的调试,从第个周期开始出水硝态氮的含量低于。周期了个利于亚硝态氮的积累,这主要是因为低发条件下亚硝酸细菌对的亲合力要强于硝酸菌仁卜。亚硝化菌的氧饱和常数一般为一,而硝酸菌的氧饱和常数为一。在低以〕浓度条件下,亚硝酸细菌和硝酸细菌的增殖速度都有下降,在以〕。时,亚硝酸细菌的增殖速率不超过正常的,而硝酸细菌不超过正常的。利用这两类菌的动力学特征的差异就可以达到淘汰硝酸细菌的目的〔“,`〕。从图可以看出,系统其他条件不变,当以〕维持在。哩时,亚硝态氮积累率已经高达,氨氮去除率仅为当以上升至时亚硝态氮积累率平均为,氨氮的去除率平均为由此可以得出,如果以〕浓度偏低,虽然有利于亚硝态氮的积累,但是氨氮的去除率会有所下降,当提高至时,亚硝态氮的积累率为,而氨氮的去除率为当改变】〕至哩时,亚硝态氮积累率迅速下降至,而氨氮的去除率平均为。由此可以看出当控制在哩时最有利于日田之系统取得最好的短程硝化效果。过低的不利于氨氮的去除,〕过高则不利于亚硝态氮的积累。闷面日、叫邻喊徽格月氨氮去除率刊卜亚硝态氮积累率格诱徽目徐畴祥芝印图出水硝态氮含量自第个周期起氨氮去除率和亚硝态氮积累率都趋于稳定,氨氮的去除率在左右,亚硝态氮积累率达到左右,出水硝态氮的含量低于,这标志着短程硝化启动成功。温度对系统的影响在系统成功启动后,维持其他参数不变的情况下单独研究了温度对短程硝化的影响。从图可以看出当温度控制在℃时,氨氮的去除率在亚硝态氮的积累率的平均值为当℃时氨氮的去除率和亚硝态氮积累率均有所改变,氨氮去除率在,亚硝态氮积累率在写当℃时氨氮的去除率和亚硝态氮积累率均达到最大值氨氮的去除率稳定在,亚硝态氮积累率在℃时氨氮的去除率和亚硝态氮积累率均有所下降氨氮的去除率平均值为亚硝态氮积累率为。自此可以看出,氨氮的去除率和亚硝态氮的积累率在温度为一℃基本上随温度的升高而升高,在温度超过℃时有下降趋势。这说明℃有利于亚硝酸菌的繁殖短程硝化效果最好。浓度加创喊喊僻越来姿叫今氮抓平均去除率叫亚硝态氮积累率涯并米芝温度℃图温度对硝化系统的影响〕对系统的影响以是控制短程硝化的最关键因素。低有图不同的以浓度对短程硝化系统的影响有机碳源浓度对系统的影响有机物对短程硝化的影响主要表现为异养菌与硝化菌对以〕的争夺。当温度和适合江义〕和氨供给充足,有机物浓度对硝化作用不造成影响。但当以不足,有机物浓度高时,由于好氧微生物的比增殖速率℃时为一一,远大于自养硝化微生物的比增殖速率℃为一`,因异养菌对水中义的争夺强与硝化菌,故在义不足时硝化菌的生长繁殖受到抑制〕。采用了向系统内投加乙酸钠的方法来研究对系统的影响。图反映了加人有机碳源后给水排水增刊~一一形犷对短程硝化的影响,可见刚开始投加有机碳源时现几乎没有去除,这是因为系统内自养型的亚硝化菌是优势菌种几乎没有异养型细菌所以残的去除率很低,从第个周期开始才有所去除,且去除率在左右。在投加的值不超过时,玖的去除率能稳定在左右。但当超过时,氏的去除率下降到左右,氨氮的平均去除率下降到,亚硝态氮平均积累率下降到。去除率约为。参考文献`二进水出水今氨氮去除率今亚硝态氮积累率喊喊深并菠报喊哥暇棒徽目阅芝周期个图氏对短程硝化系统的影响由此可以得出,采用无有机碳源的理想生活污水有利于系统内自养型亚硝化细菌的生长繁殖,实现短程硝化的快速启动,同时也反映出自养型短程硝化有一定的抵抗有机负荷冲击的能力,在外投加的》不超过时系统未受影响,并能达到的去除率。结论采用无有机碳源的理想生活污水有利于自养型亚硝化菌成为优势菌种顺利完成自养型短程硝化系统的快速启动,实现较高的亚硝态氮积累率。温度并不是实现无有机碳源短程硝化的一个特别敏感的因素,在温度控制为一℃时均有实现短程硝化的现象,但是温度控制在℃时短程硝化的效果最佳。咬是实现短程硝化的关键因素。当控制温度为℃、为时、以〕为最有利于实现短程硝化,氨氮的去除率和亚硝态氮积累率分别为和。系统具有一定的抗有机负荷冲击的能力,在进水中投加有机碳源不超过时,不会对自养型短程硝化系统造成影响,且联的张可方,董佳驹,荣宏伟,等序批式生物膜法短程硝化的实现及过程控制水处理技术,,一刘秀红,王淑莹,高大文,等短程硝化的实现、维持与过程控制的研究现状环境污染治理技术与设备,,王鹏,林华东短程硝化反硝化影响因素分析工业用水与废水,,邹联沛,刘红丽,徐高田拟田短程硝化反硝化的机理探讨污染防治技术,,王荣娟,杨朝晖,曾光明,等不同供氧策略对荃胶反应器实现短程硝化厌氧氨氧化的影响分析环境科学学报,印,助一飞,`,飞司州们,,一,,,饭,,一,】,,冲〔呀赐,,拓,,俪,,一,,,〔。份,一,,,眼幻咖,,一,勘,五呢一,,,`盯,,一通讯处辽宁省沈阳市浑南新区沈阳建筑大学留学生公寓座室电话收稿日期一一给水排水`增刊