低碳氮比下曝气对反硝化过程中亚硝酸盐积累特性的影响

胡广宁，刘建广，程文彬

(山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250101)

AAO工艺是城市生活污水处理中常用的处理工艺，是国内外应用最广泛的同步脱氮除磷工艺[1]。碳源不足仍然是污水厂面临的主要问题[2]，外加碳源会增加污水厂处理成本，研究新型处理工艺对处理低碳污水显得很重要，而厌氧氨氧化相对于传统反硝化具有节省碳源和减少剩余污泥产量等优点[3]。研究指出，厌氧氨氧化(anammox)细菌普遍存在于传统规模的市政污水处理厂[4-5]。然而，Anammox技术直接应用于污水处理厂是困难的[6]，因为Anammox细菌的丰度低，对环境条件如高溶解氧(DO)和有机碳浓度敏感。Li等[7]在西安第四污水处理厂升级改造中，通过在厌氧池和缺氧池投加填料、调整厌氧/缺氧/好氧池水力停留时间等措施成功实现了短程反硝化与厌氧氨氧化的联合除氮。新加坡樟宜污水处理厂[8]通过短程硝化与厌氧氨氧化结合提高脱氮效率。纽约一污水处理厂[9]因厌氧氨氧化菌大量富集，脱氮效果明显改善。

1 材料与方法

1.1 试验装置与运行工序

1.2 试验方法

1.3 试验用水与接种污泥

1.4 测定项目与方法

1.4.1 测定方法

1.4.2 计算方法

反硝化所需COD计算如式(1)。

(1)

(2)

(3)

2 结果与讨论

2.1 不同状态污泥反硝化过程中碳、氮的去除特性

图1 5个反应器运行过程中浓度变化Fig.1 Variation of and CODCr Concentration during the Operation in Five Reactors

3#反应器去除氮所需的CODCr为89 mg/L，实际消耗CODCr为145 mg/L，差值CODCr为56 mg/L，应是被其他异养细菌利用进行细胞增殖。4#反应器去除氮所需的CODCr为99 mg/L，实际消耗的CODCr为150 mg/L，差值CODCr为51 mg/L。5#反应器去除氮所需的CODCr为94 mg/L，实际消耗的CODCr为150 mg/L，差值CODCr为56 mg/L。多消耗的CODCr应是被其他异养细菌利用进行细胞增殖， 5种污泥状态细胞增殖消耗CODCr都在55 mg/L左右，因此，细胞增殖所消耗的氮的浓度应约为1.4 mg/L。

表比还原速率对比Tab.1 Comparison of Specific Reduction Rates

表2 亚硝酸盐转化率(NTR)对比Tab.2 Comparison of Nitrite Transformation Rates (NTR)

图2 NAR对比Fig.2 Comparison of NAR

表3 反应器的比还原速率对比Tab.3 Comparison of Specific Reduction Rates in Reactor

2.2 低C/N下活性污泥的反硝化效果及积累特性

图3 不同C/N的曝气与未曝气反应器运行过程中 浓度变化对比Fig.3 Comparison of and CODCr Concentrations during the Operation of Different C/N Aeration and Non-Aeration Reactors

表4 不同C/N的曝气与未曝气反应器运行过程中 比还原速率对比Tab.4 Comparison of Specific Reduction Rates during Operation of Different C/N Aeration and Non-Aeration Reactors

图4 NAR对比Fig.4 Comparison of NAR

表5 NTR对比Tab.5 Comparison of NTR

3 结论

表比还原速率对比Tab.6 Comparison of Specific Reduction Rates