與厭氧氨氧化相匹配的部分亞硝化工藝控制條件研究.pdf

1、厭氧氨氧化是最近10多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)生物脫氮技術(shù)。它等同于傳統(tǒng)反硝化技術(shù)，但利用氨代替有機(jī)物作為電子供體使亞硝酸鹽還原。由于硝酸鹽不能作為電子受體，為了進(jìn)行厭氧氨氧化，首先要將50％的氨氧化為氧化態(tài)的化合物亞硝酸鹽。為了實(shí)現(xiàn)部分亞硝化，就要實(shí)現(xiàn)沒(méi)有硝酸鹽形成的亞硝化。所以問(wèn)題的關(guān)鍵應(yīng)該是部分亞硝化，即控制氨氧化進(jìn)行的程度。亞硝化的進(jìn)行受多種因素的制約，包括溫度和pH等物理化學(xué)因素以及自由氨和自由亞硝酸抑制劑的濃度。根據(jù)氨氧化的反應(yīng)計(jì)

2、量學(xué)表明，氧化1摩爾的氨要產(chǎn)生2摩爾的質(zhì)子，它需要2摩爾的HCO<,3><'->來(lái)中和，也就是說(shuō)要氨全部氧化HCO<,3><'->/NH<,4><'+>的摩爾比必須是2。因此，若只將50％的氨氧化為亞硝酸，重碳酸鹽和氨的摩爾比必須是1：1，如果廢水不具備這一關(guān)系，必須采取措施控制過(guò)程的pH。本文以SBR為反應(yīng)器，調(diào)整影響因素為進(jìn)水氨氮負(fù)荷和進(jìn)水HCO<,3><'->/NH<,4><'+>的摩爾，比分別考察了污泥齡為4d和25d時(shí)部分亞硝

3、化的出水情況。探討了與厭氧氨氧化相匹配的高氨氮短程硝化特征。主要研究結(jié)果如下： (1)控制反應(yīng)器的溫度在25～29℃，恒定曝氣，輔以FA選擇抑制，HRT=2d，進(jìn)水NH<,4><'+>/HCO<,3><'->摩爾比為1：1，當(dāng)污泥齡分別為25d和4d時(shí)均成功的獲得符合厭氧氨氧化進(jìn)水要求的部分亞硝化出水即NO<,2><'->/NH<,4><'+>摩爾比為1：1～1：1.3，工藝的穩(wěn)定性和出水水質(zhì)隨著進(jìn)水濃度的升高而升高。

4、 (2)兩反應(yīng)器的進(jìn)水中的N<,4><'+>/HCO<,3><'->均為1：1，反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)進(jìn)水氨氮恰好一半被氧化為亞硝酸氮，此時(shí)水中的堿度不足以維持氨氮的繼續(xù)降解，氨氮濃度和亞硝氮濃度保持不變，結(jié)合DO值的跳躍和pH的拐點(diǎn)，能很好地判斷硝化反應(yīng)的終點(diǎn)，即停止曝氣。經(jīng)分析后得出短污泥齡實(shí)驗(yàn)中的最佳水力停留時(shí)間為0.83d，長(zhǎng)污泥齡實(shí)驗(yàn)的最佳水力停留時(shí)間為1.58d。 (3)進(jìn)水堿度升高，NH<,4><'+>/HCO<,3><'

5、->摩爾為1：1.3時(shí)，部分亞硝化出水中亞硝酸氮大量累積導(dǎo)致NO<,2><'->/NH<,4><'+>摩爾比遠(yuǎn)超過(guò)了1.3，此時(shí)的出水已不能與后續(xù)的氨氧氨氧化工藝相匹配。 (4)長(zhǎng)污泥齡實(shí)驗(yàn)，可用Monod方程來(lái)模擬基質(zhì)氨氮降解速率，確定動(dòng)力學(xué)模型為： v=30.96S/1562.44+S經(jīng)驗(yàn)證，試驗(yàn)值與模型計(jì)算值吻合良好，兩者的平均相對(duì)誤差只有6．28％，所建過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型具有較高的準(zhǔn)確性． 短污泥齡實(shí)驗(yàn)由于產(chǎn)生了