论文部分内容阅读
同步硝化反硝化（Simultaneous Nitrification and Denitrification，简称SND）工艺是近年来开发的一种新型生物脱氮工艺；与传统的生物脱氮工艺相比，该工艺具有节省工程基建费用，节约运行成本等一系列优点，成为了近年来的研究焦点。本试验采用SBR工艺，在全程曝气（不设缺氧段）低溶解氧的条件下，以人工配置的模拟含氮污水进行了脱氮效果研究；考察了不同溶解氧、氨氮浓度、污泥浓度和COD浓度对活性污泥絮体SND过程脱氮效果的影响；并对SBR法同步硝化反硝化脱氮的机理进行了探讨；建立了同步硝化反硝化的动力学方程。通过试验研究，得到了以下主要结论：（1）通过对SBR活性污泥系统中曝气量为16L/h（DO=0.20.4mg/L）和32L/h（DO=0.40.6mg/L）两组试验的数据分析，发现全程低曝气量的情况下，系统中有TN损失的现象；证实了在低溶解氧条件下，SBR工艺活性污泥絮体中存在SND过程；（2）通过对不同曝气量下，系统中氨氮和TN去除率的分析得出，提高曝气量有助于加强硝化菌的活动提高氨氮的去除率；但是，较高的曝气量增强了溶解氧对活性污泥絮体的穿透力，使得活性污泥絮体内部缺氧区的比例减少，抑制了反硝化过程的进行，导致TN的去除率降低；（3）在低曝气量的条件下，C/N值成为了限制SND过程脱氮的主要因素，且主要是影响反硝化过程，反硝化反应是SND过程脱氮的关键；当曝气量为16L/h（DO=0.20.4mg/L），C/N=5、8、10、12、15时，SND过程TN的去除率分别为36.79%、66.78%、76.49%、83.35%、84.37%；因此，当MLSS=6000mg/L，C/N=15时，SBR活性污泥系统中SND过程中TN的去除率最高为84.37%；（4）通过对氨氮浓度为33.3mg/L、50mg/L、100mg/L三种条件下TN的去除效果分析得出：较高的氨氮浓度会导致系统中有大量的游离氨，而游离氨则会抑制硝化菌的硝化反应，导致反硝化过程中没有足够的电子受体，使得SND过程TN的去除率不高；（5）通过对比两种不同MLSS条件下SBR系统SND过程TN去除率的大小得出，减少MLSS会导致硝化菌数量的减少，在恒定曝气量的条件下会导致系统中的DO上升，从而减少系统中缺氧微环境所占比例，反硝化过程受到抑制。因此，保持较高的MLSS有利于提高SND过程的脱氮效率。（6）本文在全程曝气低溶解氧的条件下，在SBR工艺中的活性污泥絮体中实现了SND过程，证实了SND过程的缺氧微环境理论。并且得出，在实际工程中通过观察活性污泥反应器内DO浓度、pH值的“拐点”变化，可以控制系统的曝气时间，从而减少系统的运行费用；（7）在硝化反应和反硝化反应基本动力学方程的基础上，对同步硝化反硝化动力学方程进行了推导求解，得出SBR工艺中全程曝气低溶解氧条件下，同步硝化反硝化动力学方程为：(dSNO8-/dt)SND=4.61SNO8-+2.13/6.78+SNO3-