不同曝氣方式下短程硝化反硝化工藝特性研究.pdf

1、針對我國城鎮(zhèn)污水水質(zhì)有機(jī)碳源不足、氮素過量，而傳統(tǒng)生物處理工藝很難有效實(shí)現(xiàn)污水處理達(dá)標(biāo)排放的實(shí)際問題，本試驗(yàn)著重研究短程硝化反硝化工藝處理人工模擬低C/N比生活污水的技術(shù)。通過研究不同曝氣量對短程硝化反硝化處理效果及生物膜微生物特性的影響，試驗(yàn)從溶解氧(DO)對短程硝化生物膜微生物特性的影響角度探討了短程硝化的調(diào)控機(jī)制，并在此研究基礎(chǔ)上提出并驗(yàn)證一種新的短程硝化過程溶解氧控制策略--梯級漸減式曝氣方式在SBBR短程硝化反硝化系統(tǒng)中的應(yīng)用

2、，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化曝氣效率，提高短程硝化效果，降低曝氣能耗的目的。
　　 在序批式生物膜反應(yīng)器(SBBR)內(nèi)，先后采用三種恒定曝氣量7.2L·h-1、12.0L·h-1和15.6L·h-1(對應(yīng)曝氣階段反應(yīng)器中平均DO濃度分別為0.5 mg·L-1、0.8mg·L-1和1.2 mg·L-1)，控制溫度28～30℃，pH=7～8.5，均實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的短程硝化反硝化。研究表明：
　　 1)反應(yīng)器中保持較高的溶解氧濃度有利于氨氮迅速轉(zhuǎn)

3、化，NO2--N和NO3--N生成量大，但亞硝酸鹽累積率(NAR)較低；低溶解氧使亞硝酸鹽氧化過程受到抑制，有利于形成較高的NAR，但溶解氧過低，氨氮轉(zhuǎn)化率下降顯著；
　　 2)反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度對SBBR生物膜的微生物群落結(jié)構(gòu)和活性產(chǎn)生顯著影響。溶解氧濃度降低，SBBR中生物膜的生物量和活菌總數(shù)下降，異養(yǎng)菌和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)數(shù)量逐漸減少，而氨氧化細(xì)菌(AOB)成為優(yōu)勢菌群；同時(shí)，生物膜總生物活性、AOB和NOB活性絕對

4、值均下降，但AOB活性較NOB活性相對值增加；
　　 3)曝氣初期溶解氧主要是用于異氧菌降解污水中有機(jī)物，只有在滿足異氧菌對DO需求情況下，溶解氧才為AOB和NOB用以氨的氧化；在整個(gè)曝氣階段DO濃度維持在0.7 mg·L-1以下時(shí)，可有效抑制NO3--N的產(chǎn)生，獲得較高的NAR。
　　 根據(jù)上述結(jié)論，我們提出在短程硝化過程中采用“梯級漸減式曝氣”曝氣新方式，并驗(yàn)證該曝氣方式在短程硝化反硝化中的應(yīng)用。研究表明：
　

5、　 1)在曝氣初期采用大曝氣量(15.6L·h-1)，可快速消耗污水中的COD，維持反應(yīng)器內(nèi)較高的溶解氧濃度，促進(jìn)氨氮快速轉(zhuǎn)化，氨氮的平均轉(zhuǎn)化速率比曝氣量為12.0L·h-1時(shí)提高了約2/3；在曝氣末期選擇小曝氣量(7.2L·h-1)，可使反應(yīng)器中溶解氧濃度保持較低水平，從而增強(qiáng)系統(tǒng)同步硝化反硝化(SND)脫氮效果，抑制亞硝酸鹽氧化，亞硝酸鹽累積率可達(dá)到100％。
　　 2)與處理效果較為接近的曝氣量為12.0L·h-1的恒定