文章摘要:
1 概述
各种各样人类活动产生大量氨氮废水:石化产品、化肥和食品工业、城市固体垃圾处理站点或者猪农场垃圾的沥出液。处理这类垃圾产生一系列环境问题,其中水生物是最大的受害者,因为溶解水里的自由氨。
BNR工艺是去除废水中低浓度氨氮最普遍的方法,但是不适用于处理高浓度氨氮废水,使用更频繁的物化法,比如吹脱。生物处理高浓度工业废水主要问题是高浓度氨氮或者亚硝酸盐抑制硝化反应。但是从环境和经济观点来看,BNR工艺处理高浓度氨氮废水是一个引人注意的方法。
在设计生物废水处理厂要求氮去除中硝化和反硝化速率是关键参数。考虑到这个原......
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HRT是水力停留时间,[VSS]reactor是生物量浓度,[N-NH4+]in是流进氨氮浓度,[N-NH4+]out是流出氨氮浓度,[N-NOX-]in是流进氮氧化物浓度以及[N-NOX-]out是流出氮氧化物浓度。
2.5 分析方法
总悬浮固体(TSS)、挥发性悬浮固体(VSS)、污泥体积指数(SVI)、碱度和氨氮按照APHA’S标准方法进行分析。氯化物(Cl-)、硫酸盐(SO42-)、亚硝酸盐(NO2-)、硝酸盐(NO3-)和氟化物(F-)用WATERS量子4000E
CE根据毛细管电泳作用进行分析。分析条件为20℃温度,15千伏负电源,在254纳米间接用UV检测和5分钟分析。
3 结果和讨论
目前研究硝化和反硝化反应池生物接种来源改进Ludzack-Ettinger反应器的初步研究,该反应器已经处理工业废水由一年多了。法用相同微生物菌启动,然后朝着专业菌培养(由于特殊的实验条件)。两级污泥厂连续运行了450天,使用实际、高浓度工业废水。
3.1 硝化
3.1.1 pH控制
含氮废水含有碱度比硝化根据化学计量所需碱度药少。为了解决这个问题,一套自动控制法通过增加固体碳酸钠控制硝化反应池的pH。这个控制供应了必要的碱度,因此pH条件有利于反应。硝化反应最佳pH值范围为7.5-8.5。本实验选择7.5值,由于高的pH氨氮物会转化为氨,而氨会抑制反应。添加碳酸钠提供了硝化细菌适宜的条件,避免了使用它们培养基之一的物质无机碳,该物质会产生潜在抑制。
校正固体药剂师供给碳酸钠准确的数量(每剂量1.3gNa2CO3)。由于控制法记录每天总的剂量,可以计算出每天使用碳酸钠总量。在这个实验中,检验碳酸钠消耗量是否和碱度减少理论值相同,寻求硝化法适宜的设计值(每N-NH4+消耗7.1gCaCO3,或者4.26gCO32-/g N-NH4+)。所得实验值为消耗每gN-NH4+需要6.1±0.6g Na2CO3,与4.4±g CO32-/g
N-NH4+(非常接近理论值)相一致。
在运行140天后,反硝化法部分水回流到硝化法。通过该污水回流重新获得了反硝化法产生的部分碱度,因此减少了碳酸盐添加量。
3.1.2 污泥培养
硝化反应池开始生物量浓度大约为4000mgVSS/L。图2显示该反应池的VSS和TSS浓度和它的SVI。在整个研究中VSS浓度保持在3500±700mgVSS/L。VSS/TSS比率为48±8%。但是,这个比率在200至250天时低于平均值;值降低是由于外加碱源引起的。最初碳酸钠改变为另一种便宜的碱源氢氧化钙;硝化反应池中添加钙离子引起硫酸盐和氯化沉淀。那些盐分增加了污泥无机成分,VSS/TSS比率减少到30-35%。为了解决该问题,碱源再用碳酸钠,VSS/TSS比率达到本研究的平均值。在整个研究中硝化污泥有好的沉淀性,VSI值低于50mL/g。
3.1.3 氮的去除
图3显示了在450天运行期间硝化法进水和出水所有氮化合物的浓度和氨氮去除百分比。有两个周期,一个没有碱回流,另一个有碱回流(反硝化法出水,如图1)。回流包括硝化法中稀释进水氨氮浓度,但没有降低NLR。表格4显示两个运行的操作参数。在两个运行平均硝化率非常高。在整个研究中氨氮去除率也非常高,范围为90%-100%。

图2 TSS,VSS,%VSS/TSS和整个研究中硝化法的SVI值
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