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        外加不同碳源反硝化效果與分析

        2017-07-06 19:31:30謝東
        科技尚品 2017年6期
        關(guān)鍵詞:總氮乙酸鈉

        謝東

        摘 要:有些污水廠進(jìn)水COD濃度較低,造成反硝化過程碳源不足,導(dǎo)致出水總氮值不達(dá)標(biāo),本文研究可投加乙酸鈉和污泥濃縮池上清液作為外加碳源,提高系統(tǒng)的反硝化性能,使總氮值降低,從而解決總氮值難達(dá)一級(jí)A的困難。

        關(guān)鍵詞:乙酸鈉;總氮;反硝化作用

        1 乙酸鈉投加量的確定和分析

        補(bǔ)充碳源的靜態(tài)過程試驗(yàn),認(rèn)為投加COD在一定范圍內(nèi),外加碳源會(huì)導(dǎo)致的系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷相應(yīng)升高,但是并不會(huì)對(duì)系統(tǒng)硝化能力產(chǎn)生不利影響,因此本試驗(yàn)采用靜態(tài)反應(yīng)器過程試驗(yàn)只需模擬污水處理廠反硝化過程,不需要考慮硝化過程。試驗(yàn)燒杯2L,結(jié)果見圖1。

        由圖1可知,0mg/L(a組)、20mg/L(b組)、40mg/L(c組)、60mg/L(d組)、80mg/L(e組)、100mg/L(f組)的乙酸鈉(以CODcr計(jì))系統(tǒng)在60分鐘時(shí)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)反硝化率分別為58.8%、63.9%、87.9%、89.7%、98.0%、99.0%,外加碳源5個(gè)試驗(yàn)組與未投加碳源試驗(yàn)組比較,其平均反硝化速率分別提高5.1%、29.1%、30.9%、39.2%、40.2%。在120分鐘時(shí),a組和b組兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組中均有硝氮剩余,系統(tǒng)反硝化率分別為85.9%、92.8%,c~f組硝氮值均接近0mg/L,基本實(shí)現(xiàn)完全反硝化,反硝化后的出水進(jìn)入后面的好氧池后,含碳有機(jī)物被迅速氧化,含氮有機(jī)物實(shí)現(xiàn)氨化和氨氮的硝化作用,使脫氮效果高。外源性碳源的投加大幅度提高了系統(tǒng)反硝化能力,從提高系統(tǒng)總氮去除能力和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮,碳源適宜投加量為40~60mg/L(以CODcr記)。

        2 污泥濃縮池投加量確定與分析

        補(bǔ)充乙酸鈉作為碳源,可以提高系統(tǒng)的反硝化能力,但長(zhǎng)期運(yùn)行必將導(dǎo)致單位污水處理成本的增加,而污水處理廠日處理水量較大,總成本相應(yīng)提高。取污泥濃縮池上清液中COD(未過濾)濃度在2400~4000mg/L之間,溶解性COD濃度在1000~1700mg/L之間。試驗(yàn)使用靜態(tài)反應(yīng)器進(jìn)行過程試驗(yàn),按照進(jìn)水與污泥濃縮池上清液不同配水比,分別按0(a組)、90:1(b組)、60:1(c組)、30:1(d組)、10:1(e組)進(jìn)行混合,進(jìn)行反硝化過程試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

        由圖2可知,a~e組反硝化過程試驗(yàn)中在60分鐘時(shí)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)反硝化率分別為53.6%、73.4%、77.9%、92.3%、99.2%,加污泥濃縮池上清液的4個(gè)試驗(yàn)組與未投加試驗(yàn)組比較,其平均反硝化速率分別提高19.8%、24.3%、38.7%、39.2%、45.6%。在120分鐘時(shí),a組中硝氮有剩余,系統(tǒng)反硝化率為81.4%,b組~e組反硝化過程試驗(yàn)中系統(tǒng)反硝化率分別為95.0%、96.4%、98.8%、99.2%,硝氮值均小于1mg/L,基本實(shí)現(xiàn)完全反硝化。內(nèi)碳源的投加大幅度提高了系統(tǒng)反硝化能力,但由于剩余污泥中有大量難降解的組分,在進(jìn)入前段厭氧期利用原廢水中的含碳有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化速度慢,后段厭氧期反硝化菌利用混合液中的內(nèi)源代謝物進(jìn)一步不完全,使總氮的去除率不高。最終確定進(jìn)水與污泥濃縮池上清液的最優(yōu)投加比為30:1。

        3 污水處理廠的生產(chǎn)試驗(yàn)。

        取李村河污水廠一期生物池作生產(chǎn)性試驗(yàn),試驗(yàn)分乙酸鈉按40mg/L投加和進(jìn)水與污泥濃縮池上清液按30:1的比例混合両種條件考察系統(tǒng)處理效果,系統(tǒng)工藝A2/O,水溫為20℃,水量(m/d)35000,DO為2,平均HRT(h)為20,SRT(d)為21,內(nèi)回流為200%,外回流 為100%,容積負(fù)荷(kgCOD/m3·d)為0.278,污泥負(fù)荷(g.COD/g.MLSS.d)為0.070,進(jìn)水COD 平均為300mg/L,NH3-N平均為51mg/L,TN平均56mg/L,工況1加污泥濃縮混合液,工況2加乙酸鈉溶液。

        3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析工況1

        進(jìn)水總氮濃度在49.25mg/L~65.39mg/L之間,總氮平均值為56.54mg/L,系統(tǒng)出水總氮濃度在13.80mg/L~23.00mg/L之間,總氮平均值為17.90mg/L,總氮平均去除率為68.3%,總氮不達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。分析其原因,污泥濃縮池上清液作為碳源補(bǔ)充后,COD濃度提高,但微生物利用的主要為溶解性COD,反硝化細(xì)菌在反硝化過程中利用COD進(jìn)行反硝化去除系統(tǒng)內(nèi)的硝氮,而活性污泥的惰性組分含量高,系統(tǒng)反硝化速率降低,碳源利用率低,且在厭氧反硝化過程中污泥內(nèi)源代謝緩慢,影響厭氧的反硝化出水在進(jìn)入后面的好氧池進(jìn)行氨化脫氮過程,使總氮去除率不高。

        3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析工況2

        補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)碳源乙酸鈉,為系統(tǒng)反硝化提供充足的碳源,達(dá)到較高的C/N比,乙酸鈉的有效含量為59%,乙酸鈉的BOD值為0.52g/g,反硝化細(xì)菌在適宜的溫度條件下得到充足的COD能夠進(jìn)行較為徹底的反硝化.系統(tǒng)進(jìn)水總氮濃度在32.64mg/L~69.88mg/L之間,總氮平均值為51.65mg/L,系統(tǒng)出水總氮濃度在11.20mg/L~18.40mg/L之間,總氮平均值為14.67mg/L,總氮平均去除率為71.1%,該試驗(yàn)階段總氮達(dá)標(biāo)率為70.0%。分析認(rèn)為,在碳源較充足、污泥濃度較高、溫度適宜的條件下,系統(tǒng)反硝化能力達(dá)到最優(yōu),缺氧過程中,硝氮幾乎能夠被完全去除;污水進(jìn)入好氧區(qū)后,含碳有機(jī)物迅速被氧化,含氮有機(jī)物實(shí)現(xiàn)氨化和氨氮的硝化作用,氮元素主要以氨氮形式存在,反應(yīng)完成較徹底,總氮出水降低,去除率高,較穩(wěn)定在15mg/L以下。

        4 結(jié)論

        (1)在進(jìn)水碳源不足的條件,通過外加碳源可得到解決,完成厭氧反硝化的比較徹底,使出水總氮值降到15mg/L以下,達(dá)一級(jí)A排放。

        (2)通過靜態(tài)試驗(yàn)找到了外加碳源乙酸鈉和污泥濃縮上清液的最佳投加量值為40mg/L和30:1。

        (3)對(duì)系統(tǒng)投加両種碳源運(yùn)行的進(jìn)、出水的水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比分析,反硝化全過程的數(shù)據(jù)研究,外加這兩種碳源可在生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)用,使很難達(dá)標(biāo)的出水總氮達(dá)一級(jí)A標(biāo)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]徐亞同.廢水生物處理的運(yùn)行與管理[M].中國(guó)輕工業(yè)出版社,2009.

        [2]馬天添,宣小軍,張光輝,等.反硝化深床濾池用于污水處理廠提標(biāo)改造[J].設(shè)備管理與維修,2016,(7):119-120.

        (作者單位:青島市李村河污水處理廠)

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