林威

摘 要：垃圾滲瀝液，氨氮含量高，C/N比例失調(diào)，在生物處理的過程中，必須加入碳源以保證出水水質(zhì)總氮的達(dá)標(biāo)排放。通過實(shí)驗(yàn)選取較優(yōu)碳源后，根據(jù)垃圾滲瀝液廠的處理工藝，進(jìn)行碳源在二級缺氧段投加比例的研究。發(fā)現(xiàn)當(dāng)一級缺氧段與二級缺氧段投加比例為1：1時，系統(tǒng)的反硝化效果最好。

關(guān)鍵詞：外加碳源;垃圾滲瀝液;投加比例;二級缺氧段

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

垃圾滲瀝液處理廠的進(jìn)水屬于晚期垃圾滲瀝液，碳氮比嚴(yán)重失調(diào)，系統(tǒng)內(nèi)的碳源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到滿足反硝化脫氮的需求。為了使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，即有足夠的電子供體來支持反硝化過程，需要向缺氧池投加外加碳源[1]。生物脫氮是在微生物的聯(lián)合作用下，通過氨化作用、硝化、反硝化反應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)污水中的有機(jī)氮、無機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦龅倪^程。不同的工藝條件直接影響著反應(yīng)過程的效果，李長剛[2]等指出，適度在第二段A/O單元投加反硝化所缺的碳源，可充分發(fā)揮該單元反硝化區(qū)的作用;孫永利[3]等研究發(fā)現(xiàn)，碳源的投加點(diǎn)不宜設(shè)置在缺氧池前端，這樣可以減少好氧生物對碳源的過多消耗;同時，方佩珍[4]等的研究指出，碳源亦不可投加在缺氧池的后端，應(yīng)該設(shè)置在缺氧池中段，這也可以避免反硝化反應(yīng)不夠完全造成的碳源浪費(fèi);林秀芳[5]的研究指出，當(dāng)污泥濃度較低時，不存在缺氧微環(huán)境，因此反硝化反應(yīng)條件不足，但是過高的污泥濃度容易造成死亡細(xì)菌和SMP物質(zhì)的大量累積。因此，在過程中控制各種投加量、投加點(diǎn)位及過程參數(shù)，有利于反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，能大大提高碳源利用率，節(jié)約生產(chǎn)藥劑的投加成本。

目前，大部分碳源投加集中在一級反硝化段投加，但是集中式投加會造成碳源的浪費(fèi)。因?yàn)檫M(jìn)水?dāng)y帶的大量氨氮尚未轉(zhuǎn)化成硝酸鹽氮，碳源加入后，僅能與回流混合液中的硝酸鹽氮發(fā)生反硝化反應(yīng)后進(jìn)入好氧池。在好氧池中，碳源主要被好氧微生物利用，這個過程就造成了碳源一定量的浪費(fèi)，若能控制該部分被消耗的比例，會節(jié)約一部分碳源。因此，選擇在二級反硝化段增加一個碳源的投加點(diǎn)，并通過實(shí)驗(yàn)考察該方法的可行性，確定其最佳的投加比例。

1 實(shí)驗(yàn)裝置及方法

本實(shí)驗(yàn)裝置參考垃圾滲瀝液處理廠工藝設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)裝置工藝流程圖如圖1所示，總體處理量為15L/天。實(shí)驗(yàn)裝置共設(shè)有控制器、進(jìn)水池模塊、A1池、O1池、A2池、O2池、回流污泥模塊、外置MBR裝置等。其中，A1池容量為24L，長、寬、高分別為200mm、200mm、700mm，O1池容量為100L，長、寬、高分別為400mm、500mm、600mm，A2池容量為15L，長、寬、高分別為175mm、175mm、600mm，O2池容量為15L，長、寬、高分別為175mm、175mm、600mm。每個模塊之間配有蠕動泵，并通過直徑10mm硅膠管連接，A1池、O1池、A2池、O2池帶可變速攪拌器，同時O1池、O2池配備曝氣系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖2所示。

試驗(yàn)所用污泥取自垃圾滲瀝液處理廠一級反硝化池中部的混合液，該池脫氮效果穩(wěn)定。混合液參數(shù)詳如表1所示。

為了使碳源的篩選過程能體現(xiàn)出生產(chǎn)實(shí)際情況，根據(jù)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中碳源投加的量COD/N為10/1。因此，在碳源篩選實(shí)驗(yàn)之中，也選擇COD/N為10/1作為篩選碳源的碳源投加量。

2 結(jié)果及討論

2.1 不同投加比例對COD去除效果的影響研究

為探究碳源的分段投加是否會造成二段缺氧段的碳源未能及時被微生物利用，隨出水排出，影響出水的COD值。因此，有必要考察不同點(diǎn)位碳源的投加量對剩余污泥上清液中COD濃度的影響，為碳源的精確投加提供依據(jù)。筆者采用碳源投加總量不變的情況下，研究二級反硝化段碳源投加比例對出水COD的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，以前后兩點(diǎn)等量添加為中間點(diǎn)，當(dāng)碳源投加量一段少、二段多時，剩余污泥上清液中的COD含量會隨著比例的不斷降低直線升高;而當(dāng)投加量慢慢改變?yōu)橐欢味唷⒍紊贂r，剩余污泥上清液的COD含量也會隨著比例的不斷提高緩慢增加，但是上升的趨勢有所緩和。因此可以知道，當(dāng)投加量往一段傾斜時，碳源并未大量流失，可以在二段進(jìn)一步被微生物利用，有一定的緩沖過程。因此，碳源一段、二段等量投加時流失的COD最少。同時，一段多、二段少的投加方式，也相對于一段少、二段多的投加方式更為可行。

2.2 不同投加比例對TN去除影響研究

要考察分段投加時不同的投加比例對反硝化的影響情況，TN是關(guān)鍵指標(biāo)。因此，筆者同步考察了剩余污泥上清液中的TN濃度，結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出，碳氮比為9.4/1，當(dāng)碳源全部添加在一級反硝化段時，剩余污泥上清液的TN濃度為127mg/L;當(dāng)碳源分別添加在一級反硝化段、二級反硝化段前后端，比例分別為3.0、2.5、2.0、1.67、1、0.75時，總氮濃度均小于127mg/L，因此分段添加是可行的。同時，以前后兩點(diǎn)等量添加為中間點(diǎn)，當(dāng)碳源添加量一段少、二段多時，剩余污泥上清液中的TN含量隨著添加比例的不斷降低而直線升高;當(dāng)添加量慢慢改變?yōu)橐欢味唷⒍紊贂r，剩余污泥上清液的TN含量也會隨著添加比例的不斷提高而增加，直至剩余TN濃度趨于平衡，基本穩(wěn)定。由此可見，當(dāng)添加量往一段傾斜時，碳源可以更加有效地被微生物利用進(jìn)行反硝化反應(yīng)，同時在達(dá)到比例為2/1時，提供反硝化菌利用的碳源達(dá)到最大量。隨著后續(xù)添加量的進(jìn)一步傾斜，剩余污泥上清液中的TN濃度并沒有明顯的降低，基本持平;而當(dāng)添加比例為二段多于一段時，碳源大量流失，由于反應(yīng)時間不足，碳源不能完全地供給反硝化反應(yīng)，便隨出水大量的排出，致使出水中的TN量較高，不能有效地被微生物所利用。因此，分段添加是可行的，一段多、二段少的添加方式，也相對于一段少、二段多的添加方式更優(yōu)，兩段等量添加的TN去除效果最好。

2.3 不同碳氮比對投加比例變化影響

為驗(yàn)證乙酸分段投加，且一級、二級反硝化段投加量為1：1時，TN的去除效果最好，同時COD的利用率最高，開展了不同碳氮比C/N為9：1、8.1：1時對投加比例變化的影響研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

從圖5可以看出，TN濃度最低的點(diǎn)仍是兩段添加量為1：1時，因此可以得出，在控制總碳源投加量的前提下，在一級反硝化段、二級反硝化段分別投加乙酸且投加量為1：1時，TN的去除效果最好，碳源的利用率最高。

3 結(jié)語

碳源一段、二段等量投加時流失的COD最少;兩段等量添加的TN去除效果最好;一級反硝化段、二級反硝化段分別投加乙酸且投加量為1：1時，TN的去除效果最好，碳源的利用率最高。

綜上所述，在外加碳源總量不變的情況下，分段投加可以實(shí)現(xiàn)更好的反硝化效果。同時，一段、二段碳源投加比例為1/1時，反硝化效果最好。

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