短程反硝化的启动及多参数优化下NO_(2)^(-)-N积累特性

采用本实验室长期培养的厌氧(S-A)、好氧(S-O)和交替厌氧/好氧(S-A/O)活性污泥为种泥,分别启动短程反硝化SBR反应器R1、R2和R3,控制进水C/N比为3,缺氧搅拌时间为1h时,在第15d、7d和4d亚硝酸盐积累率(NAR)分别达到75.34%、84.51%和86.23%.选取C/N比、初始pH值、缺氧搅拌时间和初始NO_(3)^(-)-N浓度对NAR进行四因素三水平响应面实验,方差分析结果表明,以上因素对NAR均有显著影响(P<0.05),模型R 2为0.983.通过模型预测得最佳运行条件:C/N比为3.16,初始pH值为8.51,缺氧搅拌时间为1.27h,初始NO_(3)^(-)-N浓度为60mg/L的条件下,NAR高达91.32%.

A^(2)/O-BAF反硝化脱氮除磷双污泥系统的二次启动特性

采用A^(2)/O-BAF双污泥系统,考察池容比(V厌氧∶V缺氧∶V好氧)分别为3∶5∶2和1∶3∶1时对搁置2个月的活性污泥去除污染物性能的恢复情况。结果表明,2种池容比对COD和NH_(4)^(+)-N的去除性能恢复影响较小。V厌氧∶V缺氧∶V好氧=3∶5∶2更有利于TN和PO_(4)^(3-)-P的去除性能恢复,其出水TN和PO_(4)^(3-)-P在第7天和第4天分别达到14.20 mg/L和0.42 mg/L,TN、PO_(4)^(3-)-P去除率分别为80.47%、92.02%。拟合方程分析厌氧释磷和缺/好氧吸磷的小试结果表明:V厌氧∶V缺氧∶V好氧=3∶5∶2的厌氧释磷量和缺氧吸磷量更高,且吸磷速率更快。即V厌氧∶V缺氧∶V好氧=3∶5∶2更有利于A^(2)/O-BAF系统的二次启动。

NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N及COD/NH_(4)^(+)-N对厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮除碳的影响

采用序批式反应器-厌氧序批式反应器(SBR-ASBR)组合工艺处理常温低C/N比实际生活污水,通过调控SBR缺氧:好氧时间分别为80min:60min、120min:60min和150min:60min时,实现半亚硝化,将其出水直接泵入ASBR反应器中,考察不同进水NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N和COD/NH_(4)^(+)-N对厌氧氨氧化耦合反硝化同步脱氮除碳的影响,并采用响应面法设计正交批次试验.结果表明:在NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N为1.55,COD/NH_(4)^(+)-N为4.22时,出水NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和COD的浓度分别为2.79,0.47,38.37mg/L,其去除率分别高达87.56%,98.45%和62.69%.ΔNO_(2)^(-)-N/ΔNH_(4)^(+)-N为2.23,生成的NO3--N的量比理论值小2.47mg/L,厌氧氨氧化和异养反硝化共同完成氮素去除,系统脱氮除碳性能最佳.当NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N和COD/NH_(4)^(+)-N分别由0.84增加到1.55和3.24增加到4.22时,厌氧氨氧化和异养反硝化对脱氮贡献率分别由80.40%降至53.33%和19.60%增加到46.67%.NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N和COD/NH_(4)^(+)-N对TN和COD去除的正交影响显著,均呈现正相关,R^(2)分别为0.9243和0.9700.

曝气参数对短程硝化的影响及氮素等高线分析

采用间歇曝气SBR工艺处理实际生活污水,在温度为(26±0.5)℃,pH值为(7.2±0.2)时,考察曝气强度和曝气密度两种曝气参数对实现稳定短程硝化的影响,设计批次试验采用等高线及其剖面图探究NH_(4)^(+)-N去除率(ARE)和NO_(2)--N积累率(NiAR).结果表明:控制曝气密度为12时,高曝气强度(2L/(L⋅h))下,可实现67.10%的ARE和95%的NiAR;控制曝气强度为2L/(L⋅h),在曝气密度分别为6、8和12时,ARE分别在40、37、22周期达到71.40%、52.36%和59.60%,NiAR分别增大至98.94%、96.72%和98.20%.对批次试验结果进行等高线分析,曝气强度和曝气密度均会对ARE和NiAR有影响,在曝气强度为和曝气密度分别为2L/(L⋅h)和15时,ARE和NiAR分别高达77%和99%.

COD/NH_(4)^(+)-N比对厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮性能的影响

将实现半亚硝化的生活污水通入厌氧氨氧化反应器(ASBR),在室温下同步添加乙酸钠调控COD/NH_(4)^(+)-N比分别为2~3、3~5、5~7和7~9,在此条件下考察了系统的脱氮性能。结果表明:在COD/N H4+-N比为3~5时,系统出水NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N和COD值分别为2.30、0.65、5.56和35.20 mg·L^(-1);总氮容积负荷(TNLR)和去除负荷(TNRR)分别为0.071 kg·(m^(3)·d)^(-1)和0.062 kg·(m^(3)·d)^(-1);在典型周期内N H4+-N和COD的比反应速率分别为0.809 mg·(g·h)-1和2.098 mg·(g·h)-1;厌氧氨氧化和部分反硝化-厌氧氨氧化对脱氮的贡献率分别为78%和20%。

曝气量和盐度对硝化型颗粒污泥脱氮速率及粒径分布的影响

采用SBR反应器,在交替缺氧/好氧模式下处理低C/N生活污水,考察曝气量、盐度对短程硝化好氧颗粒污泥脱氮速率及粒径分布的影响.结果表明,在25℃、pH为7.5~8.0条件下,当进水NH^(+)4_(-)N为65 mg·L^(-1)时,控制曝气量分别为8.75、12.50和16.25 L·h^(-1)·L^(-1),在第35、24和23个周期时NH^(+)4_(-)N去除率分别高达95.49%、98.46%和98.54%,选取12.50 L·h^(-1)·L^(-1)为最佳曝气量.控制在最佳曝气量条件下,当盐度为0时,NH^(+)4_(-)N去除率及亚硝积累率分别为98.46%和90.42%;在盐度为5.0%时,NH^(+)4_(-)N去除率和亚硝积累率分别为98.34%和96.71%.当曝气量从8.75 L·h^(-1)·L^(-1)提升为16.25 L·h^(-1)·L^(-1),颗粒污泥平均粒径由170μm增大为231.5μm;控制曝气量在12.5 L·h^(-1)·L^(-1),增加盐度至5.0%,颗粒污泥平均粒径由231μm下降至156μm,其占比由40.50%增加到48.26%.