SMSBR去除焦化废水中有机物及氮的特性2行政文.doc
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SMSBR去除焦化废水中有机物及氮的特性
2.3系统对nh3-n及tn的去除效果
图4所示为进入春季,硝化重新启动之后进、出水nh3-n浓度的变化(包括第一阶段和第二阶段)。
由图4可见,出水nh3-n浓度从5月4日—5月20日迅速下降至1 mg/l以下,并于6月5日由于出水剩余碱度不足引起波动,但经过调整碱度又迅速恢复正常。从6月13日起,由于提高了进水容积负荷,硝化细菌受到冲击,经过一个月(7月13日)后,出水nh3-n浓度又降至1 mg/l以下。7月23日其浓度再次升高是由于曝气系统出现问题,导致供氧不足引起,并于8月2日又恢复了正常。8月2日之后,进一步提高进水容积负荷使得出水nh3-n浓度再次受到冲击,并难以达到稳定,9月2日之后由于降低了cod负荷,nh3-n很快稳定在1 mg/l以下。由此可见,硝化反应极易受到系统温度、碱度、溶解氧和进水cod负荷的影响,但在保证这些条件之后,系统具有极高的nh3-n转化率。
研究中发现一个突出的现象是:冬季过后的硝化再次启动,硝化过程的第一阶段进行得非常彻底,而第二阶段受到严重抑制,使好氧段no2-n大量积累,且no2-n/nox-n平均高达91.1%,获得了极其高效稳定的短程硝化作用,如图5所示。
这种现象在试验运行初期并未出现,推断是由于泥龄太长使微生物代谢产物增多并被膜所截留而产生积累,从而抑制了硝酸盐细菌的生长。这一现象有利于脱氮过程,并可节省外加碳源。
图6所示为试验第一阶段中各周期各段对tn的去除。
由图6可见,不仅缺氧反应段实现对tn的去除(相对进水的平均去除率为22%),好氧反应段对tn也有相当的去除(相对缺氧出水的平均去除率为32.1%),因为该工艺在好氧反应过程中实现了同时硝化反硝化作用。第一阶段对tn的去除率平均为53.1%,其中一半来自好氧段的反硝化作用,这一现象在其他mbr的研究中也得到体现[4],并解释为由于污泥浓度高而使氧传递效率下降。
为了消除好氧段所积累的no2-n,并进一步提高对tn的去除,进行了试验的第二阶段(工况3和工况4),如图7所示。
图中工况3的试验结果表明,增设缺氧段并在此阶段补充甲醇,tn的去除有明显的下降,各段相对进水的平均tn去除率分别是:缺氧为38.9%,好氧为51.9%,总去除率为65%,但最终出水还剩余一定的no2-n未被除去(平均50.7 mg/l)。为此采用工况4,即通过减少排水量降低反应的容积负荷,延长hrt。结果表明,当“缺氧2”hrt>8.44 h时,出水no2-n的浓度大幅度下降(最低4.6 mg/l),可实现81.34%的反硝化率(外加碳源:cod/n为2.1 g/g)而各段相对进水的平均tn去除率分别是:缺氧为56.3%,好氧为67.1%,总去除率为87.2%,最高达90.2%。
3 结论
①为使出水cod降至100 mg/l以下,进水容积负荷应低于0.67 kgcod/(m3·d);好氧段的反硝化作用对cod的去除有显著的强化作用。
②经过长期的运行,生物反应器内的有机物表现出一定程度的积累,这些物质主要来自微生物的代谢产物(由于泥龄过长)和污泥分散生长所产生的游离细菌,而膜分离作用则保证了出水cod的稳定性;膜分离对废水中的有机物也有一定的截留作用,但所截留的有机物可在后续的反应中被进一步降解而不会产生积累。
③smsbr工艺在保证系统温度、碱度、溶解氧和进水cod负荷的情况下,出水nh3-n可降至1 mg/l以下,但泥龄过长所产生的微生物代谢产物抑制了硝酸盐细菌,使no2-n大量积累,no2-n/nox-n平均高达91.1%,获得极其高效稳定的短程硝化作用。
④在“缺氧1—好氧—缺氧2”的运行方式中,“缺氧2”的hrt>8.44 h时,可实现81.34%的反硝化率(外加碳源:cod/n为2.1 g/g);最终在hrt为45 h的运行条件下,各段相对进水的平均tn去除率分别是:缺氧为56.3%,好氧为67.1%,总去除率为87.2%,最高达90.2%。
参考文献:
[1]m brokman,et al.sludge activity and crossflw microfiltration-a non-beneficial relationship[j].wat sci tech,1996,34(9):205-213.
[2]wuter ghyoot,et al.nitrogen removal from sludge reject water with a membrane-assisted bioreactor[j].wat res,1999,33(1):23-32.
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