SBR短程硝化系统处理垃圾渗滤液及盐度抑制效应胡雪柳1

SBR短程硝化系统处理垃圾渗滤液及盐度抑制效应胡雪柳1袁2袁李淑更1袁2袁张立秋2袁3袁黄奕亮2袁3袁王竞茵2袁3袁吕玮2袁3袁姚海楠2袁3渊1.广州大学环境科学与工程学院袁广东广州510006曰2.珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室袁广东广州510006曰3.广州大学土木工程学院袁广东广州510006冤咱摘要暂以模拟垃圾渗滤液为处理对象袁采用SBR工艺研究了短程硝化系统的启动尧盐度抑制效应及受抑制后的恢复遥结果表明院以污水厂硝化污泥为接种污泥袁在常温渊15~28益冤尧低溶解氧渊0.5~1.0mg/L冤和高pH渊8.0依0.1冤条件下袁可实现处理高氨氮模拟垃圾渗滤液的短程硝化系统的启动遥盐度为5~15g/L时袁系统受影响较小曰盐度为20~25g/L时袁系统转化为全程硝化系统曰盐度为30g/L时袁系统氨氮去除率降低曰此后将盐度降低至5g/L袁经16个周期后系统性能得到恢复遥咱关键词暂短程硝化曰SBR曰垃圾渗滤液曰盐度咱中图分类号暂X703咱文献标识码暂A咱文章编号暂1005-829X渊2018冤12-0035-04TreatmentoflandfillleachatebySBRshortcutnitrificationsystemandthesalinityinhibitioneffectsHuXueliu1袁2袁LiShugeng1袁2袁ZhangLiqiu2袁3袁HuangYiliang2,3袁WangJingyin2,3袁L俟Wei2袁3袁YaoHainan2袁3渊1.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,GuangzhouUniversity,Guangzhou510006袁China曰2.KeyLaboratoryforWaterQualityandConservationofthePearlRiverDelta,MinistryofEducation袁Guangzhou510006袁China曰3.SchoolofCivilEngineering,GuangzhouUniversity袁Guangzhou510006袁China冤Abstract院Takingthesimulatedlandfillleachateastheresearchobject袁theSBR渊sequencingbatchreactor冤pro鄄cesshasbeenusedforinvestigatingthestart鄄upofashortcutnitrificationsystem袁thesalinityinhibitioneffects袁andtherestorationafterinhibited.Theresultsshowthatusingthenitrifiedsludgeofawastewaterplantasinoculatedslu鄄dge袁underthefollowingconditions院normaltemperature渊15-28益冤袁lowdissolvedoxygen渊0.5-1.0mg/L冤andhighpH渊8.0依0.1冤袁thestart鄄upoftheshortcutnitrificationsysteminthetreatmentofhighammonianitrogensimulatedlandfillleachatecanbeachieved.Whenthesalinityis5-15g/L袁ithasanegligibleeffectontheshortcutnitrificationsystem.Whenthesalinityis20-25g/L袁theshortcutnitrificationsystemwillbetransformedtoacompletenitrifica鄄tionsystem.Whenthesalinityis30g/L袁theammonianitrogenremovingrateofthesystemisdecreased.Sincethen袁thesalinityisdecreasedto5g/L袁thesystemperformancescanberestored袁after16cycles.Keywords院shortcutnitrification曰SBR曰landfillleachate曰salinity咱基金项目暂国家自然科学基金项目渊51478127袁51708140冤曰广州市科技计划项目渊201510010051冤卫生填埋法因运行简便尧成本低廉尧技术成熟袁已成为我国常用的城市固体垃圾处理方法也1页遥而填埋过程中产生的垃圾渗滤液是一种极难处理的废水袁成分复杂尧水质水量多变尧含有大量氨氮和有毒有害物质袁易形成二次污染也2页遥近年来其处理技术受到广泛关注也3页遥短程硝化工艺作为一种高效节能的新型生物脱氮技术袁具有氧气供应量少尧碳源消耗少尧剩余污泥产量少等优点袁因此袁近年来将短程硝化应用于垃圾渗滤液的处理成为国内外学者的研究热点遥垃圾渗滤液含有较高的盐度渊大多超过10g/L冤袁会对微生物活性起到抑制作用袁甚至导致微生物死亡也4页遥在沿海地区袁高盐度对污水处理的影响更应引起重视遥目前盐度对短程硝化性能影响的研究多集中在低氨氮的生活污水方面袁高氨氮垃圾渗滤液的研究鲜有报道袁且极少对短程硝化受盐度抑制后的恢复情况进行研究遥因此袁研究盐度对高氨氮垃圾渗滤液处理的影响及受抑制后的恢复情况袁确定系统可承受的盐度范围袁对渗滤液生物处理系统的管理运行具有重要意义遥试验采用SBR工艺袁进行模拟垃圾渗第38卷第12期圆园18年12月工业水处理陨灶凿怎泽贼则蚤葬造宰葬贼藻则栽则藻葬贼皂藻灶贼灾燥造援38晕燥援12Dec.袁圆园1835PDF檔案使用pdfFactoryPro試用版本建立:11滤液的短程硝化系统的启动运行袁并研究不同盐度条件对系统的抑制效应及恢复遥1材料与方法1.1试验装置试验采用SBR反应器袁如图1所示遥SBR反应器由有机玻璃制成袁有效容积10L袁上部为圆柱体袁底部呈圆锥体袁反应器的外壁垂直方向设有出水口以便取样和出水曰底部设有排泥管曰用微孔曝气器进行曝气袁并用转子流量计调节曝气量袁同时设有测定仪对pH和DO浓度进行在线监测遥1要pH计曰2要DO仪曰3要流量计曰4要气泵曰5要搅拌器曰6要曝气头曰7要排泥口曰8要出水口曰9进水泵曰10要进水箱遥图1试验装置1.2试验材料试验所用接种污泥取自广州市沥滘污水处理厂遥反应器进水采用模拟配水袁其水质见表1遥同时按0.4mL/L添加微量元素溶液袁1L微量元素溶液包含45mgFeSO4窑7H2O尧25mgEDTA尧3.5mgKCl尧2.5mgNaCl尧3.5mgCaCl2窑2H2O尧2.5mgMgSO4窑7H2O遥表1模拟垃圾渗滤液水质注院1146.2mg/LNH4Cl相当于300mg/LNH4+-N遥1.3分析方法NH4+-N用纳氏试剂分光光度法测定曰NO2--N用N-渊1-萘基冤-乙二胺光度法测定曰NO3--N用麝香草酚分光光度法测定曰DO尧pH用pH/Oxi340i便携式多功能测定仪渊德国WTW冤测定遥亚硝化率由式渊1冤计算遥X=c渊NO2--N冤out/也c渊NO2--N冤out+c渊NO3--N冤out页伊100%渊1冤式中院X要要要亚硝化率袁%曰c渊NO2--N冤out要要要出水NO2--N质量浓度袁mg/L曰c渊NO3--N冤out要要要出水NO3--N质量浓度袁mg/L遥1.4试验方案1.4.1短程硝化系统的启动采用容积为10L的SBR反应器袁在常温渊15~28益冤尧低溶解氧渊0.5~1.0mg/L冤和高pH渊8.0依0.1冤条件下对接种污泥进行培养驯化袁排水率50%袁即排水5L袁进水5L遥每天运行2个周期袁每个周期包括瞬时进水尧连续曝气渊6.5h冤尧沉淀渊0.5h冤尧排水渊0.5h冤和闲置渊4~5h冤5个阶段遥采用转子流量计控制曝气量袁并用0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的NaHCO3溶液调节初始pH为8.0依0.1遥对反应器每个周期的出水进行取样袁并测定其NH4+-N尧NO2--N和NO3--N遥1.4.2盐度对短程硝化系统的影响用具有良好短程硝化性能的活性污泥袁进水NH4+-N为300mg/L袁进行120个周期的盐度影响试验遥进水盐度由NaCl调节袁为排除模拟配水中离子的影响袁将起始盐度设为5g/L遥各阶段进水盐度见表2遥表2各阶段进水盐度2结果与讨论2.1短程硝化系统的启动2.1.1启动阶段的出水情况逐步提高进水NH4+-N质量浓度袁同时通过控制曝气量和pH逐步加强对亚硝酸氧化菌渊NOB冤的抑制作用袁以筛选出氨氧化细菌渊AOB冤袁从而实现短程硝化的启动遥启动期间氨氮去除情况如图2所示袁亚硝态氮积累情况如图3所示遥图2启动期间氨氮去除情况项目质量浓度/渊mg窑L-1冤NH4Cl1146.2KH2PO464CaCl212MgSO412.5FeSO48周期1~1011~2021~3031~5051~7071~9091~120盐度/渊g窑L-1冤510152025305试验研究工业水处理圆园18-12袁38渊12冤36PDF檔案使用pdfFactoryPro試用版本建立较高袁最高达33.89mg/L袁待污泥适应后出水NH4+-N降到10.04mg/L遥此后提高进水NH4+-N袁出水NH4+-N升高袁这是由于NH4+-N升高使得反应器中的游离氨升高袁反应受到抑制袁待反应器中细菌逐渐适应后袁出水NH4+-N则逐渐降低遥经过82个周期的驯化袁进水NH4+-N从80mg/L逐渐提高到300mg/L袁最终反应出水NH4+-N约5mg/L袁氨氮去除率稳定在98%左右遥由图3可知袁在第1~28个周期内袁系统出水以NO3--N为主袁亚硝化率较低袁仍表现为传统的硝酸型硝化遥随着系统的运行袁AOB竞争优势形成袁NO2--N积累率迅速上升遥这是由于院在固定供氧模式下原本的硝化反应持续消耗氧袁造成体系内供氧不平衡袁致使反应器溶解氧较低也5页袁而AOB对氧的亲和力高于NOB袁因此NOB的生长受到抑制也6页曰另一方面袁较高的pH环境会生成大量游离氨袁也会对NOB产生抑制作用袁因此袁在系统低DO和高pH的条件下袁AOB逐渐成为系统中的优势菌种遥从第80个周期开始袁系统出水效果良好袁亚硝化率稳定在95%以上袁结合图2中氨氮去除率达到98.13%袁证明短程硝化系统启动成功遥2.1.2典型周期内的运行情况从图2尧图3可以看出袁自第80个周期起袁系统出水效果趋于稳定袁因此选取第84个周期作为典型周期袁对该周期的三氮进行连续测定袁以探究系统运行时各参数的变化规律遥该周期的三氮浓度尧pH和DO变化情况如图4所示遥由图4可知袁由于反应器每周期排水率为50%袁因此在进水反应0min时袁NH4+-N为160.59mg/L袁NO2--N为54.73mg/L袁NO3--N为2.43mg/L遥反应330min内袁NH4+-N和pH均呈下降趋势袁图41个周期内的三氮浓度尧pH和DO变化情况DO保持在0.50mg/L左右曰330~390min期间袁反应速率变缓袁pH出现野拐点冶开始上升袁DO迅速上升至6.23mg/L遥反应结束时袁NH4+-N为4.21mg/L袁NO2--N为154.70mg/L袁NO3--N为5.33mg/L袁亚硝化率为96.53%遥这是由于反应初期微生物的耗氧率大于供氧速率袁因此在反应的前半段DO浓度维持在较低水平袁而硝化过程中会产生H+袁且硝化反应产生的H+多于曝气损失的H+渊CO2被吹脱所致冤袁所以反应器内pH也逐渐降低遥反应330min后袁较低浓度的NH4+-N使微生