高濃度氨氮廢水的短程硝化研究

1、高濃度氨氮廢水的短程硝化研究來源：砸金花 摘要：采用6 l的完全混合式反應器(cstr)進行了高濃度氨氮廢水的短程硝化研究。在溫度為35、反應器內平均do濃度為0.52.5mg/l、ph值為77.8的條件下連續(xù)運行141d的試驗結果表明：在第26天時實現(xiàn)了短程硝化，從第73天開始出水中檢測不出no3-；在增加了連續(xù)污泥回流的情況下，反應器出水中也一直檢測不到no3-；在進水氨氮容積負荷達到1.2kgnh3-n/(m3·d)時，氨氮去除率仍保持在95%以上。掃描電鏡的觀察結果表明污泥中的細菌以短桿菌和球菌為主。 關鍵詞：短程硝化 完全混合式反應器 氨氧化細菌 1 試驗裝置、材料與方法

2、廢水經(jīng)由進水泵從水箱中提升進入反應器底部，經(jīng)反應后從出水口進到沉淀池中，沉淀后的上清液排走，污泥則經(jīng)污泥泵回流進入反應器底部?？諝馔ㄟ^氣泵，經(jīng)氣體流量計控制氣量后進入反應器。反應器置于恒溫水浴(35±1) 中。試驗中采用了ph在線控制，通過自動投加na2co3溶液將ph值控制在7.07.8。cstr反應器由有機玻璃加工而成，呈圓柱狀，高45cm，內徑為14cm，有效容積為6l。進水口位于反應器底部，曝氣管從中部取樣口(距底部19cm)進入反應器，出水口距反應器底部39cm。原水的配制：在自來水中加入一定量的氯化銨作為基質，同時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

3、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/ss0.8)。在反應器中接種約2.5l污泥后的ss和vss分別為6.3和4.7g/l。分析時，cod測定：cod速測儀；ph值：ph計；ss和vss：標準稱重法；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試驗結果 2.1運行結果根據(jù)反應器的運行情況，可將試驗過程分為兩個階段：啟動期(第123天)和提高負荷期(第24141天)。在提高負荷期又可分為無回流階段(第2440天)、間歇回流階段(第4193天)和連續(xù)回流階段(第94141天)。

4、整個運行過程中進、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，在整個運行過程中多數(shù)情況下出水的氨氮濃度800mg/l，而在第125139天時則基本保持在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，后期則由于受進水氨氮濃度下降的影響，也相應地有所下降，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濃度之和的比值達到了0.57，說明此時該反應器已成功實現(xiàn)了短程硝化。此后，no3-n濃度一直在持續(xù)下降，到第73天時已經(jīng)檢測不到no3-n，在試

5、驗后期即使增加了污泥回流，出水中也沒有檢測到no3-n，這表明反應器中幾乎完全淘汰了硝化細菌。 隨著反應器運行時間的延長，容積負荷也逐漸提高，啟動初期容積負荷僅為0.02kgnh3-n/(m3·d)，到啟動期結束時(第23天)達到了0.1kgnh3-n/(m3·d)左右；在第72123天基本保持在0.60.8kgnh3-n/(m3·d)；此后進一步提升負荷，最高時達到了1.4kgnh3-n/(m3·d)。從圖3可以看出，氨氮去除率出現(xiàn)了4次較大的下降，分別出現(xiàn)在第37天、第68天、第86天以及第111117天之間，其原因主要是反應器內污泥濃度的降低導致了

6、生物活性下降。 反應器內的mlss波動較大。在反應器運行過程中污泥的增長量始終跟不上污泥的流失量，所以在沒有污泥回流(第41天以前)的情況下，反應器中污泥濃度呈下降趨勢，mlss從接種時的6300mg/l一直降到了300mg/l。為保證反應器內具有足夠的污泥量，在第4193天改按人工間歇回流污泥的方式運行。反應器外排的污泥都被收集起來并加以培養(yǎng)，當反應器內的mlss1000mg/l時再把這些污泥補充到反應器中以保證反應器內的污泥濃度。從第94天開始增加了沉淀池和污泥回流系統(tǒng)(如圖1中虛線部分所示)，反應器的運行改為連續(xù)污泥回流，所以從第41141天反應器內平均mlss基本維持在2000mg/l

7、。反應器中do濃度主要控制在兩個水平，即在第121天以前反應器內do為1mg/l左右，從第122141天則主要控制在2mg/l左右。在反應器運行的141d中進、出水總氮濃度始終存在一定的差異，這說明并非所有被氧化的氨氮都轉化成了no2-n。其相差部分可能是被用于合成新的細胞物質，但計算表明用于合成的氨氮非常少，仍有部分氨氮以其他方式消失了，由于反應器內do濃度較低，消失的這部分氨氮有可能與其他氮素轉化途徑有關，比如好氧反硝化、由自養(yǎng)硝化細菌引起的反硝化或同時硝化反硝化(snd)等，這些仍有待進一步證實。2.2污泥狀況反應器運行到第87天時從排泥中取樣進行掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)泥中細菌數(shù)量較多(以短

8、桿菌和球菌為主)，但其表面似乎包裹著一層粘性物質。從細菌形態(tài)看，球菌可能是亞硝化球菌屬(nitrosococcus)的細菌，而桿菌則可能是亞硝化單胞菌屬(nitrosomonas)的細菌。 3討論 有、無污泥回流的運行試驗結果均表明，泥齡的長短并不影響短程硝化的實現(xiàn)，即使在比1. 5d更長的泥齡條件下硝化細菌仍逐漸被淘汰出反應器，從而實現(xiàn)了no2-n的穩(wěn)定積累。在連續(xù)進行污泥回流的情況下仍能夠穩(wěn)定地實現(xiàn)短程硝化，表明該工藝有望進一步直接應用于處理低濃度氨氮廢水中。 4結論 以自行配制的高氨氮廢水為進水，以普通活性污泥為種泥，在溫度為35、cst r反應器平均do濃度為0.52.5mg/l、ph值為77.8的條件下連續(xù)運行，在無污泥回流的狀況下從第26天開始出水中的no2-n濃度超過了no3-n濃度，成功地實現(xiàn)了短程硝化；反應器在增加間歇污泥回流的條件下運行，出水中no3-n濃度仍一直呈下降趨勢，約30d后出水中檢測不出no3-n；當反應器采用