補充碳源生物脫氮除磷研究.pdf

1、本研究圍繞不同來源的各類碳源的反硝化特性展開，在實驗室進行了碳源品質的基礎研究，并在現場進行了補充碳源A2/O工藝二級處理和生物濾池深度脫氮除磷試驗，初步探索了多種碳源的實際運行效果。 通過SBR間歇反應試驗，考察了乙酸鈉、垃圾滲濾液、污泥水解產物、甲醇廢液、啤酒廢水和淀粉溶液為碳源的反硝化過程中碳源和氮的變化，分析其脫氮速率和耗碳速率并進行了動力學分析，建立了表觀動力學模型。結果表明，間歇式反硝化試驗中硝態(tài)氮和有機碳降解過程呈

2、階段性，在反應初始的第Ⅰ階段中，硝酸鹽濃度迅速下降，去除率達到61.69％～91.79％，而亞硝酸鹽不斷積累，直至最高值5.22～19.40mg/L。此后在第Ⅱ反應階段內，硝酸鹽降解速度明顯趨緩，亞硝酸鹽濃度開始下降，直至硝酸鹽和亞硝酸鹽降解完全。采用分段零級動力學模型分析有機碳和當量硝酸鹽濃度隨時間的變化可以得出乙酸鈉第Ⅰ階段脫氮速率最高，為0.835g N/g VSS·d，新鮮垃圾滲濾液第Ⅰ階段耗碳速率最高，為5.853g TOC/

3、g VSS·d。所有碳源系統(tǒng)中在反應第Ⅰ階段的脫氮和耗碳速率都比第Ⅱ階段高，而第Ⅱ階段的反硝化過程對碳源需求增大。采用基于Monod方程的動態(tài)模型能夠很好的擬合間歇反硝化過程中硝酸鹽和亞硝酸鹽的變化趨勢。所得的動力學參數表明以乙酸鈉為碳源時，硝酸鹽和亞硝酸鹽還原的底物降解速率最快，分別為1.300 g N/g VSS·d和1.120g N/g VSS·d。對秸稈在推流式生物膜反應器和完全混合式懸浮反應器運行方式下反硝化情況的研究表明，推

4、流式生物膜反應器的反硝化效果較好。 在實驗室的研究基礎上，選取乙酸鈉、甲醇廢液、啤酒廢水和垃圾滲濾液為補充碳源進行了現場A2/O二級處理試驗。比較各種碳源不同補充濃度下A2/O系統(tǒng)脫氮速率和耗碳速率可知，系統(tǒng)脫氮速率最高為啤酒廢水補充濃度85mgCOD/L時，為0.0181mg/TN/mgMLVSS·d，最低的是空白對照，其系統(tǒng)的脫氮速率為0.0135mgTN/mgMINSS·d；而空白對照系統(tǒng)的耗碳速率最高，為0.2791mg

5、COD/mgMLVSS·d，最低的是乙酸鈉補充濃度為31mgCOD/L時，耗碳速率為0.1445 mg COD/mg MINSS·d。補充上述碳源使系統(tǒng)的TN去除率平均提高了18.22％，TP去除率平均下降了3.98％，系統(tǒng)出水水質TN均在10mg/L以下，TP均在0.35mg/L以下，均符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放一級A標準(GB18918-2002)。當補充乙酸鈉濃度為31mgCOD/L、甲醇廢液濃度為30mgCOD/L、啤酒廢水濃

6、度為85mgCOD/L和垃圾滲濾液濃度為100mgCOD/L時，A2/O系統(tǒng)可以達到較好的脫氮除磷效果，因此認為以上濃度為各種碳源的較佳補充濃度。 以乙酸鈉、甲醇廢液和啤酒廢水為碳源進行生物濾池深度脫氮除磷試驗，結果表明，當補充乙酸鈉濃度為39mgCOD/L時，生物濾池出水中TN和TP濃度分別低于1.5mg/L和0.34mg/L；當補充甲醇廢液濃度為30mgCOD/L時，生物濾池出水中TN和TP濃度分別低于1.2mg/L和0.1

7、3mg/L；當補充啤酒廢水濃度為70mgCOD/L時，生物濾池出水中TN和TP濃度均低于2.60mg/L和0.13mg/L，可見補充以上碳源生物濾池均可以達到較好的脫氮除磷效果，因此將以上濃度作為各種碳源的較佳補充濃度。以乙酸鈉、甲醇廢液和啤酒廢水為碳源時，通過多重比較，生物濾池濾速在3～8m/h間發(fā)生變化時，陶粒生物濾池脫氮除磷效果相差不顯著；陶粒生物濾池的脫氮除磷效果稍好于砂濾池。 通過技術經濟分析，乙酸鈉作為碳源時系統(tǒng)的脫

8、氮除磷效果明顯，但成本過高，在工程上不太適用；甲醇廢液作為碳源時，所增加的運行費用為0.05元/t，可見以甲醇廢液為碳源時成本低廉，且具有良好的可生化性，因此可以作為乙酸鈉的替代品；垃圾滲濾液也是一種低成本的碳源品種，具有較大的開發(fā)潛力，然而，由于其本身含有重金屬和有機毒物，可能對活性污泥造成毒害，所以應特別注意控制其補充濃度；以啤酒廢水為碳源時，系統(tǒng)脫氮除磷效果明顯，高于其他碳源，同時啤酒廢水是一種無毒廢水，可生化性良好，因而啤酒廢水