低碳氮比下曝氣對(duì)反硝化過(guò)程中亞硝酸鹽積累特性的影響

胡廣寧，劉建廣，程文彬

(山東建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250101)

AAO工藝是城市生活污水處理中常用的處理工藝，是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的同步脫氮除磷工藝[1]。碳源不足仍然是污水廠面臨的主要問(wèn)題[2]，外加碳源會(huì)增加污水廠處理成本，研究新型處理工藝對(duì)處理低碳污水顯得很重要，而厭氧氨氧化相對(duì)于傳統(tǒng)反硝化具有節(jié)省碳源和減少剩余污泥產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)[3]。研究指出，厭氧氨氧化(anammox)細(xì)菌普遍存在于傳統(tǒng)規(guī)模的市政污水處理廠[4-5]。然而，Anammox技術(shù)直接應(yīng)用于污水處理廠是困難的[6]，因?yàn)锳nammox細(xì)菌的豐度低，對(duì)環(huán)境條件如高溶解氧(DO)和有機(jī)碳濃度敏感。Li等[7]在西安第四污水處理廠升級(jí)改造中，通過(guò)在厭氧池和缺氧池投加填料、調(diào)整厭氧/缺氧/好氧池水力停留時(shí)間等措施成功實(shí)現(xiàn)了短程反硝化與厭氧氨氧化的聯(lián)合除氮。新加坡樟宜污水處理廠[8]通過(guò)短程硝化與厭氧氨氧化結(jié)合提高脫氮效率。紐約一污水處理廠[9]因厭氧氨氧化菌大量富集，脫氮效果明顯改善。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置與運(yùn)行工序

1.2 試驗(yàn)方法

1.3 試驗(yàn)用水與接種污泥

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 測(cè)定方法

1.4.2 計(jì)算方法

反硝化所需COD計(jì)算如式(1)。

(1)

(2)

(3)

2 結(jié)果與討論

2.1 不同狀態(tài)污泥反硝化過(guò)程中碳、氮的去除特性

圖1 5個(gè)反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中濃度變化Fig.1 Variation of and CODCr Concentration during the Operation in Five Reactors

3#反應(yīng)器去除氮所需的CODCr為89 mg/L，實(shí)際消耗CODCr為145 mg/L，差值CODCr為56 mg/L，應(yīng)是被其他異養(yǎng)細(xì)菌利用進(jìn)行細(xì)胞增殖。4#反應(yīng)器去除氮所需的CODCr為99 mg/L，實(shí)際消耗的CODCr為150 mg/L，差值CODCr為51 mg/L。5#反應(yīng)器去除氮所需的CODCr為94 mg/L，實(shí)際消耗的CODCr為150 mg/L，差值CODCr為56 mg/L。多消耗的CODCr應(yīng)是被其他異養(yǎng)細(xì)菌利用進(jìn)行細(xì)胞增殖， 5種污泥狀態(tài)細(xì)胞增殖消耗CODCr都在55 mg/L左右，因此，細(xì)胞增殖所消耗的氮的濃度應(yīng)約為1.4 mg/L。

表比還原速率對(duì)比Tab.1 Comparison of Specific Reduction Rates

表2 亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化率(NTR)對(duì)比Tab.2 Comparison of Nitrite Transformation Rates (NTR)

圖2 NAR對(duì)比Fig.2 Comparison of NAR

表3 反應(yīng)器的比還原速率對(duì)比Tab.3 Comparison of Specific Reduction Rates in Reactor

2.2 低C/N下活性污泥的反硝化效果及積累特性

圖3 不同C/N的曝氣與未曝氣反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中 濃度變化對(duì)比Fig.3 Comparison of and CODCr Concentrations during the Operation of Different C/N Aeration and Non-Aeration Reactors

表4 不同C/N的曝氣與未曝氣反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中 比還原速率對(duì)比Tab.4 Comparison of Specific Reduction Rates during Operation of Different C/N Aeration and Non-Aeration Reactors

圖4 NAR對(duì)比Fig.4 Comparison of NAR

表5 NTR對(duì)比Tab.5 Comparison of NTR

3 結(jié)論

表比還原速率對(duì)比Tab.6 Comparison of Specific Reduction Rates