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关于COA工艺处理高氨氮N废水N的研究

作者:会计职称
出处:www.lunrr.com
时间:2019-10-01

一,简介

厌氧铵氧化是一种自养生物氮转化过程。在缺氧条件下,以亚硝酸盐为最终电子受体的真菌A al mm ox菌株直接将氨氮氧化为氮。 “”。推导并验证了St或us“ 2”和其他用于厌氧铵氧化的化学计量反应式。 NH + + 1.32 N O少+ 0.O66 H C O + + 0.13 H +。 1.OZ N: + 0.26 NO歹+ 0.O6 6 CHZO o 5 No 15 + 2.O3 HZO(1)高氨氮废水中厌氧铵氧化的前提是在AOB中在对AC等离子,氨氧化细菌,短程硝化作用的影响的基础上,研究人员开发了几种以ANAMM ox为主要手段的反硝化过程。

这些过程可分为两类,一类是亚硝化反应,一类是在两个反应器中分离出的Na-m m-Ox,代表性的过程是Sharon(单重稀土脱氨过硝石)+Na-M-Ox过程。目前,该工艺已应用于荷兰鹿特丹污水处理厂的“3”工艺;另一种工艺是在一个反应器中进行亚硝化和厌氧氨氧化。其中一个有代表性的过程是c-a-no-n过程。罐上工艺的微生物原理是:亚硝酸菌(AO)B在好氧条件下能将氨气氧化为亚硝酸盐;厌氧氨氧化菌能将氨氮和亚硝酸盐转化为厌氧条件。利用亚硝酸盐菌和厌氧氨氧化菌的协同作用,将氨氮氧化为氮的问题是反硝化处理效率低于第二阶段。如果不使用生物填料,则仅取决于反应器本身。造粒难度较大,出水硝酸盐浓度较高,适宜的低溶解氧难以控制。本文采用新型一体化cs t r反应器,研究了碳氮工艺处理高氨氮废水的效果,分析了进水中引入小分子有机物对处理效果的影响,为该工艺处理高氨氮废水提供了技术支持。碳氮氧化物的实际应用。

第二,实验材料和方法

(1)实验装置

该测试装置由进水箱,C ST R反应器,曝气器,搅拌器和出水箱组成。 CAN ON过程主体为连续流CSTR反应器的形式,高度为70 m,长度为somm,宽度为2 6 omm,总ss L.CSTR反应器进一步分为反应区( 52 L),一个沉淀区(14.6 L)和一个沉淀区2(21.4 L)。在沉淀区,采用斜板沉淀来增强沉淀效果,没有二次沉淀池和污泥回流。

这种设计的三个主要原因:厌氧铵氧化细菌具有较长的倍增时间(l dl),并且更容易将污泥保持在双沉淀区中。厌氧铵氧化细菌在形成颗粒后易于漂浮;单级沉淀很难回收漂浮颗粒反应器除去了第二个沉淀池和污泥回流,真正实现了“一体化”结构形式。

(ii)接种污泥,进水水质和运行条件

本实验接种的污泥来自北京排水集团厌氧氨氧化工程研究基地两级厌氧氨氧化中试亚硝化反应器。在以往的中试亚硝化反应器中,总氮明显消失,为一体化研究提供了良好的条件和思路。实验初期,以模拟废水为进水,主要由nh4hco3、nahco3和北京高碑店污水处理厂二沉池出水组成。为研究小分子有机物对碳氮工艺处理效果的影响,采用后期无水醋酸钠配制含cs o-d的进水。试验用加热棒将反应器维持在相对高温(30°C)下,不控制Ph,并在反应器外侧放置黑色绝缘材料,以增强保温效果。底部采用多孔曝气,降低了氧传递能力,为反应器提供了适宜的微溶解氧环境。在试验阶段,进水nh犷n从10om逐渐增加到l,然后扩展到约60m。在反应器逐渐适应操作条件期间,在高氨氮和低氨氮条件下研究了1-12od。在c/n比的情况下,自养反硝化的效果,120-19od使进水氨氮稳定在40m l左右,考察了投加cs-od时处理效率的变化。

(3)分析方法

使用Nessler试剂分光光度法将主要化学指标分析方法称为《水和废水监测分析方法》“ 8”: NH犷一N,使用香草醛分光光度法测定NO歹-N,使用小于1 N的NO。乙二胺分光光度法,TN用过硫酸钾氧化分光光度法测定,CS OD用COD快速测试仪(联华SB-3 A)测定,DO,PH用PH进行测定,DO便携式测定仪(德国Wr . W)测定。 M LS,M LV S通过重量分析法测定。三,实验结果与讨论

(1)梯度浓度对水下系统的反硝化处理效果

1.氨氮和总氮的去除效率在整个实验过程中,氨氮和总氮的去除效率,氨氮和总氮的去除经历了适应期(1-34 d)和逐渐稳定的时期(34 -12)。 OD)。氨氮的去除负荷随着进水氨氮负荷的增加而增加。在高氨氮负荷(105-1)的时间间隔内,负荷被最大移除至0.4 2 k(md)。在稳定期,氨氮去除率的波动较小,高达84.4%。从表面上看,NH +4直接被氧化成NZ,这是迄今为止最简单的脱氮途径,也是AoB和AnAoB(全氧或重金属)被氧化。 Gb ac AO ia:厌氧菌都是自养细菌“ 4”,因此c AN o N工艺不需要外源有机物,从而降低了能源消耗。氨氧化,节省额外的碳源“ 5”和低的污泥产率“ 6”也是c A No N工艺的特点,除了与两步法相比,CA NO N反应具有优势近年来,研究CAN ON工艺的学者平均为73.1%,总氮的去除效果与氨氮相同,稳定期的最大去除负荷为0.35。 k膨胀(md),最大去除率为7 2.0%,平均值为63.03%。据国外报道,在30-35℃下,c A N o N法的最大总脱氮效果为0.0 75-1.s k膨胀(md)“ 9,'”。由于c A N o N工艺反应的局限性,理论最大总氮去除率为8%。相对于氨氮,总的氮去除负荷和去除速率较小。主要原因是厌氧铵氧化会产生一部分硝酸盐氮,并且系统中存在一定的NO B活性。为了探讨影响系统总氮去除率的因素,进一步分析和讨论了系统废水的氮含量。

反应器运行工况及运行前120天反应器进出口氮元素变化,反应器进水nh_1n、no_1n、no_1n变化经历五个阶段。从低氨氮(10om膨胀)l到高氨氮(60om膨胀)l.h-r t在1.18d内保持恒定。溶解氧浓度在0.03~0.89m膨胀L之间,平均膨胀L为0.27m,进水C S O D保持在40 m膨胀L上下,波动不大。出水csod值与进水csod值基本一致,无去除现象(数据未列出)。城市污水处理厂二级出水中携带的csod很难被微生物降解,系统中没有反硝化作用。因此,总氮的去除是由于厌氧氨氧化反应。系统中氨氮的去除率主要受溶解氧的影响,在初期调整一体化所需曝气量的过程中,由于第二阶段曝气量低,抑制了A O B活性,氨氮的去除效果差。第26天和第134天。后期,d o浓度保持稳定,出水氨氮浓度约为10om,进一步控制d o可在一定程度上降低出水氨氮,提高系统总氮去除率。出水中的亚硝酸盐和硝酸盐对系统总氮去除率也有影响。整个反应过程中,进水亚硝酸盐氮浓度变化不大,基本维持在31s m膨胀L,平均值为5.ol m膨胀L,出水亚硝酸盐氮相对稳定,平均值较低,膨胀1.92m。l.反应器中没有亚硝酸盐氮的积累。氨氧化活性与厌氧氨氧化活性基本一致。因此,进一步增加d o可能导致亚硝酸盐积累。进水硝态氮范围为桥08-3.8m膨胀L,平均膨胀L为21.25m。出水硝态氮平均59.14m,L膨胀。出水硝酸盐氮值的变化有两个原因。首先,当亚硝酸盐氮被用作电子受体来产生n:时,n a ob被氧化成硝酸盐氮。由此产生的NADH:的还原当量用于细胞生长“'2”;第二个原因是接种的短程硝化污泥间歇性地改变进水水质和曝气量,它的活性不能完全被抑制。随着曝气量的增加,8-1d2、62-63d、110-11d3的短程硝化效果不理想。

(II)CS O D对C A N ON工艺脱氮效率的影响

1梯度增加进水中SCOD进出氮的变化以及SCOD的去除率。通常认为厌氧铵氧化是自养反应,有机物不能被利用和转化,有机物的存在会引起异养细菌和AOB的增殖。竞争溶解氧,然后氨氧化反应成为限速步骤,导致厌氧铵氧化效率降低。但是,最近的研究表明,厌氧氨氧化细菌可以使用挥发性脂肪酸(VFA-挥发性的一些脂肪酸)作为电子供体,NO 3和NO的电子受体较少,并且VFA被氧化成Co Z的量较少,N o -3恢复为NZ或NH犷''3'。厌氧氨氧化菌对vFA的转化避免了污泥产量的大幅增加,并减少了废水“ 4”中的硝酸盐浓度。在此实验中,于20 20-1天研究了cs o D对c AN o N加工效率的影响,并在70 d内将进水氨氮浓度保持在38 0-4 30 m L,逐渐增加_______进水中CS OD的浓度以及CANON工艺的处理效率的变化。对于70天内进水中的氨氮,亚硝酸盐氮,硝酸盐氮和S C O D,如果进水氨氮浓度在3 5和4 6 1 m之间,则进水CS OD分为三个阶段。 12 0-14 2 d入口SC OD值约为1 OOm扩展L; 14 2-16 5 d进水SCOD值约为Z OOm扩展L,16 5 -O 9进水SOD值约为3扩展010左d右C m,后期出水CS OD大于上一时期,但基本稳定。12 0 -14 2 d S C OD的去除率低,平均值为52.1%,142-19 Od S C O D的去除率稳定,平均为7 6.3%。与上述梯度进水相比,进水氨氮处于相当大的时期(79-96 d),可以得出结论,当进水中的SCOD升高时,出水中氨氮浓度会大大降低。并且排出的硝酸盐氮稍微减少。梯度进水期出水氨氮的平均浓度为12 9. Zm膨胀L,硝酸盐氮的平均浓度为57.lm膨胀L; Od的氨氮平均浓度为64.Om膨胀L,硝酸盐氮的平均浓度L为52.4 m。据推测,在该试验中,增加进水S C O D可能会导致厌氧铵氧化而使NO歹还原,从而使反应平衡向右移动,并且在部分微氧环境中发生反硝化反应。

2.进水SCOD的梯度增加系统反硝化作用在12 0 19 Od下保持H RT 1.1d8,溶解氧浓度范围在0.3至0.4 m之间,当进水含SCOD时,系统氨氮和总氮去除量和去除率。进水12 0-19 Od中的氨氮浓度为3 5.4至4 61.3 m,平均浓度为4 08.7 m。在此期间最高的氨氮去除率和去除负荷分别为94.8%和0.35k膨胀(办公室d);平均氨氮去除率和去除负荷为84.4%,膨胀率为0.29 k(办公室d);总氮去除率最高,去除负荷分别为84.9%和0.34k(办公室d);平均总氮去除率和去除负荷分别为71.3%和0.26 k膨胀。与梯度进水测试79至9d6相比,进水氨氮浓度扩展了3 1.5至4 91.Z m,平均为4 38.7 m,并扩展为L。在此期间,氨氮去除率和去除负荷最高有效期分别为79.1%和0.30 k扩张,平均氨氮去除率和去除负荷为71.2%和0.26 k扩张(办公室d)。总氮去除率最高去除负荷为64.0%,去除负荷为0.29k(办公室d)。平均总氮去除率和去除负荷分别为57.0%和0.23 k扩展(办公室d)。可以得出结论,当进水中包含sco D时,与不使用sco D相比,氨氮和总氮的最高去除率分别提高了19.8%和32.6%,去除负荷增加了16.7 %和17.2%;与CS OD相比,氨氮和总氮的平均去除率分别增加了18.5%和25.1%,去除负荷分别增加了1.5%和13.0%。已经证实,添加小分子有机物有利于提高CA NO N的工艺效率。从表中可以看出,随着进水C OD S的增加,氨氮的去除率和去除负荷略有增加,总氮的去除率和去除负荷在增加。可能的原因是,随着进水中有机物的增加,异养细菌繁殖,AOB与溶解氧竞争,导致AOB活性降低,氨氮转化效率降低。但是,从数据分析来看,AOB的活性仍低于未受影响的活性。 CS OD大大增加。流入有机物的增加促进了厌氧铵氧化细菌向硝酸盐氮的转化,而在溶解度很小的氧气环境中发生了反硝化作用,导致总氮去除率和去除负荷的增加。国外的研究也证实,好氧氨氧化,厌氧铵氧化和反硝化可以在C A N ON工艺系统中同时存在。

四,结论

在梯度氨氮入水试验(1-12 Od)下,氨氮去除效果和总氮去除效果均经历了适应期和逐渐稳定期。到试验结束时,最高的氨氮去除率和去除负荷为84.38%和0.4 15 k膨胀(dm 3),最高的总氮去除率和去除负荷为72.0%和0.35 4 k膨胀(dm 3) m 3)。 2

在反应的前12个Od中,进水氨氮浓度逐渐增加,总氮去除量增加。反应器中没有一氧化二氮的积累。进水硝酸盐氮的平均值为21.25 m,废水中硝酸盐的平均值为59.14 m。氨氮和全氮处理的效果通常令人满意。

3通过逐渐增加进水中的cs o D在12 0-9 d0的测试中,发现与梯度进水测试中的进水氨氮相比,进水有机质增加了氨氮和总氮。清除率和清除负荷。最大氨氮去除负荷从0.29 k(dd)增加到0.35 k(dd),最高总氮去除负荷从0.2 9 k(dd)增加到0.34 k(dd)。事实证明,添加cs OD有利于提高CA NO N的工艺效率。

4与不同进水CS OD浓度的处理效果相比,发现随着进水CS OD浓度的进一步增加,氨氮去除率和去除负荷略有下降,总氮去除率和去除负荷始终显示增加。趋势

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