不同C-N比條件下好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性及脫氮效果研究.pdf

1、本研究以自配不同C/N比廢水為研究對(duì)象，在SBR反應(yīng)器中培養(yǎng)出具有良好脫氮除碳性能的好氧顆粒污泥。考察好氧顆粒污泥的培養(yǎng)和發(fā)育過程，觀察過程中顆粒污泥外觀形態(tài)變化，并總結(jié)顆粒解體方式和影響穩(wěn)定性的因素，針對(duì)各因素進(jìn)行進(jìn)一步研究，并采取相應(yīng)措施保證反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)考察COD與NH4+-N的去除效果并嘗試通過活性污泥生物添加實(shí)現(xiàn)硝化菌富集，在不同階段進(jìn)行單周期序批實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步明確在不同C/N比條件下好氧顆粒污泥的脫氮效果和氨氮去除機(jī)制，

2、以期為好氧顆粒污泥在不同污廢水中的實(shí)際應(yīng)用提供一定的理論參考。
　　通過研究，獲得如下主要結(jié)論:
　　(1)由顆粒污泥形成過程可得，直接接種少量初生好氧顆粒污泥和在進(jìn)水中添加Ca2+元素可加速顆?；M(jìn)程，試驗(yàn)在第11d成功培養(yǎng)出好氧顆粒污泥。當(dāng)顆粒污泥處于成熟階段時(shí)，一般呈現(xiàn)淡黃色或者土黃色。電鏡照片顯示好氧顆粒污泥在不同C/N比的生長階段，內(nèi)部優(yōu)勢菌是不一樣的，高C/N比階段，以絲狀形態(tài)的異養(yǎng)菌為主;低C/N比階段，球、桿

3、狀的自養(yǎng)硝化菌為優(yōu)勢菌。一般絲狀菌分布在顆粒外層，球、桿狀菌分布在顆粒內(nèi)部。
　　(2)反應(yīng)器內(nèi)顆粒粒徑增大導(dǎo)致顆粒內(nèi)部DO、營養(yǎng)缺乏以及污泥濃度增加導(dǎo)致F/M（食/微）降低是好氧顆粒污泥形態(tài)失穩(wěn)的兩個(gè)主要原因，同時(shí)引起的絲狀菌膨脹也是影響顆粒穩(wěn)定性的重要因素。
　　在高C/N比條件下，提高C/N比，好氧顆粒污泥平均粒徑隨之增大;降低C/N比后，污泥粒徑分布向更小粒徑區(qū)間移動(dòng)，且平均粒徑也會(huì)隨之減小。當(dāng)顆粒污泥處于穩(wěn)定運(yùn)行期

4、時(shí)，無論C/N比大小，顆粒粒徑總是趨于一致且粒徑分布向更大粒徑區(qū)間移動(dòng)。因此，反應(yīng)過程中將顆粒粒徑控制在2～3mm，更有利于維持反應(yīng)器穩(wěn)定。
　　在穩(wěn)定運(yùn)行期，不同C/N比，顆粒污泥濃度均有上升趨勢，且高C/N比條件下污泥濃度比低C/N比條件下污泥濃度大得多。在低C/N比條件下，好氧顆粒污泥的污泥濃度變化幅度較小。當(dāng)顆粒解體時(shí)，高C/N比條件下，絲狀菌會(huì)大量增殖，污泥濃度快速上升易導(dǎo)致顆粒污泥反應(yīng)器失敗;而在低C/N比條件下，顆粒

5、破碎之后的碎屑會(huì)隨出水排出，污泥濃度下降。因此，在高C/N比條件下，反應(yīng)器應(yīng)定期排泥，控制污泥濃度，而在低C/N比條件下，污泥濃度對(duì)穩(wěn)定性的影響較小，無需考慮排泥。
　　在高C/N比條件下，通過減少沉降時(shí)間和提高曝氣強(qiáng)度，在選擇壓和水力剪切力作用下，傳統(tǒng)絲狀菌變成棒狀顆粒，逐漸變成近球形顆粒;在低C/N比條件下，顆粒有兩種解體方式，一種為由內(nèi)而外的一分為二的破裂，另一種為顆粒污泥外層的剝落，破裂后的污泥碎片均可作為新的二次核，重新

6、形成顆粒污泥，通過改變進(jìn)水方式，將好氧進(jìn)水變成厭氧進(jìn)水，有效控制絲狀菌膨脹。
　　(3)在不同C/N比條件下，氨氮均能在穩(wěn)定運(yùn)行期取得較好的去除效果，但卻表現(xiàn)出不同的去除機(jī)制。當(dāng)C/N比較高時(shí)，NH4+-N主要作為營養(yǎng)物質(zhì)被異養(yǎng)菌同化吸收去除，在這種情況下，自養(yǎng)硝化菌被抑制淘洗;降低C/N比后，通過添加硝化污泥實(shí)現(xiàn)硝化菌在好氧顆粒污泥上的富集，利用硝化作用去除NH4+-N。
　　在高C/N比條件下，C/N比越高，異養(yǎng)菌同化作

7、用就越大，NH4+-N去除效果越好，當(dāng)C/N比為30時(shí)，NH4+-N去除率穩(wěn)定在93％以上;而在低C/N比條件下，C/N比越低，硝化菌越占優(yōu)勢，NH4+-N去除效果越好，當(dāng)C/N比為4時(shí)，NH4+-N去除率穩(wěn)定在98％以上。
　　不同C/N比單周期內(nèi)NH4+-N降解速率均可劃分為兩階段。在高C/N比條件下，NH4+-N降解速率先快后慢，曝氣初期由于顆粒污泥的吸附和同化作用，NH4+-N降解速率較快;而在低C/N比條件下，NH4+-

8、N降解速率先慢后快，曝氣初期硝化菌活性受到進(jìn)水有機(jī)物的抑制，NH4+-N降解速率較慢。
　　在不同C/N比條件下，單周期內(nèi)pH總是先上升后下降再上升，但變化原因各不相同。pH及DO變化曲線分界點(diǎn)可作為氨氮降解速率二階段劃分的分界點(diǎn)，試驗(yàn)可通過監(jiān)測pH及DO來判斷在單周期內(nèi)COD和氨氮的去除情況。
　　在高C/N比單周期內(nèi)，C/N比越大，氨氮初期降解速率也越大。C/N為26時(shí)，曝氣初期NH4+-N降解速率為0.3907 mg·