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收费站地埋式污水处理设备《资讯》

发布时间:2020-08-20 16:20:18 阅读: 来源:婴儿枕厂家

收费站地埋式污水处理设备

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根据DO对NOB种群影响, 在低DO和低NO2--N浓度时, 研究者发现NOB种群主要为Nitrospira; Kornaros等[24]的研究表明, 从缺氧到好氧, NOB活性恢复的时间比AOB恢复时间长; 包鹏等通过试验发现, 低溶解氧运行时Nitrospira含量远高于Nitrobacter; 而在高溶解氧运行时, Nitrobacter逐渐取代Nitrospira成为NOB优势菌种, Nitrospira逐渐消失.因此, 采取间歇曝气不断改变DO浓度可以实现对NOB的淘洗和抑制, 从而实现短程硝化。  3.3.2 间歇曝气阶段  在曝气量为50mL·min-1时, DO在0~1.2mg·L-1之间, 出水NO3--N浓度降低, 平均NH4+-N去除率在85%以上, TN去除率在80%以上, TN去除负荷最高为0.30kg·(m3·d)-1; 张倩等[26]采用间歇低溶解氧(0~1.2mg·L-1)曝气的运行方式下, 实现对NOB的抑制淘洗, TN和NH4+-N去除率为77.80%和86.70%, TN去除负荷仅0.16kg·(m3·d)-1, 本试验在相同间歇DO的情况下, TN去除负荷接近其2倍, 说明采用培养成熟的CANON反应器可以维持其高效的脱氮性能; 而当曝气量为100mL·min-1时, DO在0.5~3.2mg·L-1之间, NH4+-N去除率达100%, 出水NO3--N增加, TN去除负荷和去除率分别为0.22 kg·(m3·d)和64.28%;表明NOB活性在提高曝气量之后恢复, 低DO间歇曝气并没有将NOB完全淘洗掉; Bournazou等的研究表明, NOB从缺氧阶段进入好氧阶段时, NOB的活性降低, 而且缺氧时间长度和NOB的活性降低程度成正相关关系.而当曝气量为100mL·min-1时, 停止曝气时, DO降低为缺氧的过程较长, 导致曝气量为100mL·min-1时, 反应器内DO浓度均处于NOB的饱和区内, 因此, 此时的间歇曝气未起到抑制NOB作用.郑照明等采取间歇曝气时发现, 曝气时长小于60 min, DO在4mg·L-1时, 可以实现对NOB的抑制效果, 且对ANAMMOX影响较小; 付昆明等则发现控制DO在0.5mg·L-1以内, 采取间歇曝气可以实现短程硝化.间歇曝气的成功关键在于实现DO浓度差异化来实现抑制NOB, 不同反应器其耗氧速率不同, 其直接影响DO浓度的是曝气量与间歇时间, 曝气量大则可以维持AOB的高效性, 而控制间歇曝气时间实现DO的差异化则是成功抑制NOB的关键.

3.4 CANON生物膜反应器内微生物功能菌的群落变迁3.4.1 表观形态变化  图 4分别为不同时期改性聚乙烯填料挂膜的情况, 图 4(a)为未挂膜时的改性聚乙烯填料; 图 4(b)为试验开始前, 由高氨氮无机配水驯化至成熟期的情况, 其填料附着较为饱满、牢固, 填料内层充满污泥, 颜色鲜红, ANAMMOX菌丰度较高; 图 4(c)为试验开始152 d时的状态, 此时已经处理生活污水92 d, 其表面被灰色污泥附着侵入, 填料表层黏度增加, 表明异养菌可能对生物膜已产生侵入破坏, 但填料表观上仍被红色菌种填充, 说明成熟期生物膜污泥具有一定稳定性; 从图 4(c)中未被填充的新填料可知, 直接以生活污水启动的新填料, 成长为图 4(b)成熟期填料的形态难度较大, ANAMMOX菌难以同异养菌竞争, 因此, 建议实际工程中, 先由无机高氨氮快速培养成熟, 再投入工程应用.(a)未挂膜; (b)驯化成熟期(0 d); (c)间隙曝气生活污水(152 d)图 4 生物膜各阶段表观特征游离氨的影响  1~26 d时, 出水FA浓度为0.1~1mg·L-1, ΔNO3--N/ΔTN值为0.3~0.5, 高于自养脱氮的理论值0.127, 说明FA浓度低于1mg·L-1时, NO3--N浓度增加, FA未起到抑制NOB的作用.而有研究表明FA对NOB抑制范围为0.1~1.0mg·L-1, 对AOB抑制范围为10~150 mg·L-1, 也有研究表明当FA为6mg·L-1可抑制NOB, 说明FA对NOB抑制作用需要较高浓度.本试验在26~46 d时, FA浓度在12mg·L-1时, ΔNO3--N/ΔTN为0.162, 而FA为28mg·L-1时, ΔNO3--N/ΔTN降至0.097, 说明FA在12~30mg·L-1可以实现对NOB的抑制, 其中FA为28mg·L-1可以完全抑制NOB.韩晓宇等也发现在控制FA为33mg·L-1时, 稳定实现短程硝化, FA为16mg·L-1时, NOB活性开始恢复, FA为7.0mg·L-1时完全恢复; 而季民等则认为FA对NOB的临界抑制浓度为6.6mg·L-1; 不同学者的研究结果不相同, 可能是在不同的驯化条件下, NOB对FA产生了适应性, 导致了FA对NOB的抑制浓度的差异性. 47~60 d时重新降低NH4+-N浓度为80mg·L-1时, 出水FA浓度重新降低至1.0mg·L-1以下, ΔNO3--N/ΔTN又升至0.588.综上所述, 保持曝气量恒定, HRT为6 h时, FA浓度大于12mg·L-1时, 可以抑制NOB, 但FA值低于1.0mg·L-1时, NOB活性会快速恢复, 也说明FA抑制NOB作用具有可逆性.在实现短程硝化策略中, FA和DO的联合抑制效果最佳, 当NH4+-N浓度低于100mg·L-1后, 若保持和高氨氮时相同DO浓度, 则会导致较低FA, 从而失去FA对NOB的抑制作用; 若降低DO则会降低AOB的活性, 最终FA和DO的联合抑制作用将失效, 因此, 需要采取其他策略协助实现稳定的短程硝化.  3.2 有机碳源的影响  生活污水进水前期NO3--N浓度变化不大, 出水NO3--N浓度稳定, 说明初期异养反硝化菌不多, 经过一段时间驯化, 随着有机碳源长期驯化以及部分异养微生物的流入, CANON反应器内生物膜为反硝化菌的附着提供条件, 使得反硝化菌利用有机碳源进行反硝化脱氮.  理论上, 反硝化脱氮所需的COD/NO3--N为2.86, 由2.2节可知, COD去除的浓度平均为50mg·L-1, 假设去除的有机碳源仅用于反硝化脱氮, 则CANON反应器中通过反硝化去除NO3--N浓度应为17.48mg·L-1, 对比60d和96d时的脱氮效果, 60d时进水由无机配水改为生活污水, 96d时CANON反应器的出水NO3--N浓度减少29.88mg·L-1, 在有机碳源不足的情况下, NO3--N多去除12.40mg·L-1, 可能是有机碳源对DO的竞争, 抑制了NOB活性, 同时增强了ANAMMOX的脱氮能力. Zheng等直接以SNAD生物膜反应器处理生活污水, 得到有机碳源去除负荷为0.67kg·(m3·d)-1, TN去除负荷为0.22kg·(m3·d)-1, 而本试验中CANON生物膜反应器处理SBR预处理后的污水, 有机碳源的去除负荷仅0.15 kg·(m3·d)-1, TN去除负荷也达到0.22kg·(m3·d)-1, 相比而言, 直接处理生活污水的有机负荷为本试验的4倍, 最终TN去除负荷相同, 说明CANON生物膜反应器中存在较低的有机碳源浓度即可弥补厌氧氨氧化的短板.  3.3 曝气策略与溶解氧的影响3.3.1 连续曝气阶段

ANAMMOX菌、反硝化菌和NOB对NO2--N的半饱和常数分别为0.2~5、4~25和12~955 μmol·L-1, 因此在低NO2--N浓度时, ANAMMOX菌会优先于反硝化菌和NOB利用NO2--N.曝气量为30mL·min-1时, 氨氮去除率仅为75%左右, 为提高AOB的活性, 调整曝气量为100mL·min-1时, DO浓度增加, AOB和NOB活性均提高, 氨氮去除率达100%, 但导致出水NO3--N浓度较曝气量为30mL·min-1时更高, TN去除率由65.47%降为42.36%, 说明此时NOB竞争NO2--N的能力强于ANAMMOX菌.较高的DO浓度可以提高NOB活性, 同时也导致部分生物膜内层的ANAMMOX菌受到抑制, 因此连续曝气不利于低氨氮浓度下抑制NOB, 提高CANON反应器的脱氮性能. 生活污水连续曝气阶段  生活污水连续曝气阶段(60~110 d):进水改为A段SBR反应器预处理后生活污水.从图 2可知, 61~96 d, 曝气量维持30mL·min-1, DO约为1.2mg·L-1; 其中NO3--N浓度呈现下降趋势, 由40.21mg·L-1降低为10.33mg·L-1, ΔNO3--N/ΔTN值维持在理论值0.127[14]附近, NH4+-N去除率约75.00%, TN去除率由45.05%提升至65.47%, TN去除负荷由0.13kg·(m3·d)-1提升至0.22kg·(m3·d)-1.曝气量为30mL·min-1时, 仍有25%的NH4+-N未去除, 因此, 为提高NH4+-N去除率, 在103~110 d, 将曝气量提升至100mL·min-1时, DO为3.2mg·L-1左右, NH4+-N去除率达到了100%, 而到110 d时, 出水NO3--N高达66.04mg·L-1, ΔNO3--N/ΔTN值为1.22, TN去除率和TN去除负荷分别降为42.36%和0.14kg·(m3·d)-1.  图 3为试验进水改为生活污水后, CANON反应器中对COD去除的变化规律, 沉淀池中COD浓度在90~130mg·L-1之间, CANON反应器的出水COD浓度在40~80mg·L-1之间, COD去除率为40%~60%, 平均去除浓度为50mg·L-1, 有机去除负荷为0.15kg·(m3·d)-1.图 3 CANON反应器中COD浓度和去除率的变化  2.3 生活污水间歇曝气阶段  生活污水间歇曝气阶段(111~160 d):为了同时保证高效亚硝酸化和NOB的抑制效果, 采取间歇曝气方式:曝气30 min, 停曝30 min. 111~140 d调整曝气量为50mL·min-1, 曝气时DO为1.2mg·L-1, 停曝时DO为0mg·L-1; 141~160 d时, 将曝气量提高为100mL·min-1, 间歇时间不变, 曝气时DO约为3.2mg·L-1, 停曝时DO约为0.5mg·L-1.  从图 2可知, 调整曝气策略后, 初期NH4+-N去除率达89.26%, 113~140 d平均NH4+-N去除率在85%以上, ΔNO3--N/ΔTN值最低为0, 低于理论值0.127, TN去除率最高达85.87%, TN去除负荷达0.30kg·(m3·d)-1, 整体脱氮性能有较大提升.为继续提高NH4+-N去除率, 141 d时, 调整曝气量为100mL·min-1, DO为3.52mg·L-1, NH4+-N去除率达100%, 到160 d时, 出水NO3--N浓度为42.21mg·L-1, ΔNO3--N/ΔTN为0.504, TN去除负荷和去除率分别为0.22kg·(m3·d)-1和64.28%.  由图 3可知, 间歇曝气阶段COD浓度在100~140mg·L-1之间, 出水COD浓度在50~90mg·L-1之间, 但COD去除率仍为40%~60%, 平均去除浓度为50mg·L-1; 在调整曝气量为100mL·min-1之后, COD平均去除率增加10%左右.1.2 试验进水及运行方式  在不同时期采用不同进水水质, 无机配水时, 进水为自来水中添加NaHCO3、NH4Cl、KH2PO4, 微量元素浓缩液Ⅰ为1 mL·L-1、微量元素浓缩液Ⅱ为1 mL·L-1, 具体进水水质见表 1.无机配水阶段直接由B段CANON生物膜反应器处理.  表 1 CANON反应器的无机配水阶段进水水质  生活污水阶段进水采用某大学小区化粪池内生活污水, 首先经过A段SBR反应器处理后, 进入B段CANON生物膜反应器. SBR反应器内温度随室温变化, 其运行方式为:进水5 min, 运行30 min, 沉淀20 min, 排水5 min; 经过SBR反应器处理, 生活污水中COD去除约40%~60%, NH4+-N去除约10%, 具体水质见表 2. CANON生物膜反应器由恒温加热棒控制反应器内温度为(28±2)℃, 采用连续进水方式, HRT为6 h; 运行方式均由定时控制器进行控制.

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