曝氣生物濾池生物脫氮過程N(yùn)2O產(chǎn)生的影響因素研究.pdf

1、N2O是對流層中主要的痕量溫室氣體之一，能破壞臭氧層，形成酸雨，是僅次于CO2和CH4的重要溫室氣體，其對生態(tài)平衡和全球氣候變化的影響日益突出，世界各國都開始關(guān)注和討論。污水處理過程，特別是污水處理廠生物脫氮工藝的使用，成為N2O釋放的重要人為來源。隨著城鎮(zhèn)化地加速進(jìn)行，污水處理廠在排放量以及污水處理效率不斷提高的同時，N2O排放量還將不斷增加，因而迫切需要研究污水處理過程N(yùn)2O釋放特征和減量控制。針對目前污水處理過程N(yùn)2O的研究主要集

2、中在活性污泥系統(tǒng)中，而生物膜法系統(tǒng)中有關(guān)N2O產(chǎn)生機(jī)理和影響因素鮮有報道。本研究采用曝氣生物濾池工藝，考察溶解氧、水力停留時間、碳氮比對污水處理過程N(yùn)2O產(chǎn)生的影響，對今后生物膜法中實(shí)現(xiàn) N2O減排有重要的意義。
　　BAF裝置共有3套，每一套均由好氧段和缺氧段串聯(lián)而成，好氧段和缺氧段分別設(shè)置在2個單池內(nèi)。通過單因素試驗(yàn)，依次研究了溶解氧、水力停留時間、碳氮比對設(shè)備處理污水效能的影響，同時監(jiān)測了濾池好氧段和缺氧段氣體N2O的釋放情

3、況，分析不同工況下污染物去除情況以及對應(yīng)的N2O釋放情況，得出在設(shè)備運(yùn)行效能良好的情況下，又能產(chǎn)生最小N2O的較優(yōu)工況。
　　采用活性污泥接種悶曝和小流量連續(xù)進(jìn)水掛膜，采用比表面積大的陶粒作為生物膜反應(yīng)器的濾料，20天后NH4+-N的去除率在65％以上、COD的去除率高于80%，兩者的出水濃度分別在15mg/L和50mg/L左右，表明掛膜階段基本完成，可以調(diào)整工況進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段。
　　第一階段為DO對N2O產(chǎn)生的影響。在H

4、RT為6h、C/N約為10:1，三個裝置DO分別為2mg/l、4mg/l、6mg/l條件下穩(wěn)定運(yùn)行反應(yīng)器，發(fā)現(xiàn)COD去除主要發(fā)生在硝化過程，并且三種DO下去除率相差不大，均能達(dá)到90%左右；NH4+-N的去除也主要發(fā)生在硝化過程，DO為6mg/l時去除率較高達(dá)到92.1%，即DO越高越有利于NH4+-N的去除；反應(yīng)器出水TN去除率依次達(dá)到46.0%、56.8%、53.3%，說明適當(dāng)提高DO可以提高TN去除率，但DO過高，又會導(dǎo)致TN去除

5、率降低。當(dāng)DO為2mg/l、4mg/l、6mg/l時好氧段 N2O每天釋放量分別為11.856mg/d、4.024mg/d、2.944mg/d，即DO越大，硝化反應(yīng)越徹底，好氧同步反硝化作用和硝化細(xì)菌反硝化作用越弱，N2O釋放越少；缺氧段 N2O每天釋放量分別為1.480mg/d、2.674mg/d、4.756mg/d，因?yàn)榉聪趸^程DO越高，N2O還原酶越不能發(fā)揮活性，會促進(jìn)N2O釋放。綜合好氧段和缺氧段，DO為4mg/l時有最小N2

6、O釋放量，為6.698mg/d。
　　第二階段是HRT對N2O產(chǎn)生的影響。BAF設(shè)備在DO為4mg/l，C/N約為5:1，HRT分別為4h、6h、8h的條件下運(yùn)行。COD去除率均大于87%，因此在DO充足條件下HRT對COD去除的影響不大；NH4+-N的平均去除率在HRT為6h和8h時分別為92.1%和91.5%；經(jīng)過完整的硝化和反硝化過程TN的去除在HRT為6h時達(dá)到最大值56.5%，說明適當(dāng)提高HRT有利于TN的去除。當(dāng)HRT

7、為4h、6h、8h時，好氧段N2O每天釋放量分別為5.400mg/d、2.416mg/d、2.712mg/d，HRT越短，亞氮氧化菌的活性越容易受到抑制，造成亞氮積累，促進(jìn)N2O釋放；缺氧段HRT為4h時，N2O的釋放速率最小，過長的HRT使得好氧段出水COD越低，進(jìn)入缺氧段的碳源不足，反硝化不徹底，促進(jìn)N2O釋放。綜合好氧段和缺氧段，當(dāng)HRT為6h時，N2O每天釋放量最小，為3.076mg/d，同時滿足較好的污染物去除效能。
　

8、　第三階段是C/N對N2O產(chǎn)生的影響。設(shè)備在DO為4mg/l、HRT為6h、C/N分別為2、5、8條件下穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)備對COD的平均去除率分別為71.2%、90.6%和90.8%，由此看出C/N≥5時，COD才有良好去除效果；NH4+-N的去除也有同樣的趨勢，當(dāng)C/N為5時，氨氮去除率最高為91.0%，經(jīng)過反硝化作用后，TN去除效果有顯著提升，當(dāng)C/N為5時達(dá)到56.8%。好氧段N2O每天的產(chǎn)生量依次為5.776mg/d、3.187mg