剩余污泥碱解发酵上清液用于生活污水脱氮的效能分析

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1、·重庆大学硕士学位论文长[3]。①甲醇、乙醇及糖类物质在生物反硝化脱氮中使用较多的碳源即是甲醇和乙醇。甲醇为易于生物降解的低级醇类，极易被反硝化细菌所利用，其反硝化率很高，且微生物生长量很低。但是，甲醇的价格高，具有毒性，且运输不便。乙醇是甲醇较好的替代物，糖类物质（如葡萄糖、蔗糖等）也是较为理想的碳源。GámezM.A.等[4]采用蔗糖、甲醇及乙醇作碳源处理受污染的地下水的研究结果表明，以蔗糖作为外碳源时，会产生亚硝酸盐的累积。同时，糖类作为高碳化合物，其微生物生长量较高，在反应体系中容易引起堵塞[3]。②天然固体碳源纤维素是一种线性葡萄糖聚合物，现也逐渐被采

2、用作为有机碳源。天然有机固体底物，如芦苇、甘草等植物，萃取的甘草根，海藻，秸秆等，其主要成分即为纤维素，可在反硝化过程中作为菌群的碳源和生物载体，能让更多细菌附着，加快反硝化过程[5]。金赞芳[6]等采用实验室装置研究了以棉花为碳源和反应介质的生物反应器去除地下水中的硝酸盐。结果表明，在室温下，进水硝酸盐浓度为22.6mgN/L，水力停留时间不小于9.8h时，反应器对硝酸盐的去除率可以达到100%，且没有亚硝酸盐的积累。但以天然固体底物作碳源的反硝化系统通常会受到温度的影响，且给后处理带来困难[3]。也有研究报告表明以纤维素为碳源的系统中，在运行一定周期以后脱氮

3、效果都会出现不同程度的退化[7]。所以其实用性并不很好。③工业废水对于高碳源的工业废水，将其作为反硝化外加碳源，可以在实现经济的外加碳源投加方式的同时，解决部分工业废水的处理问题。如啤酒废水主要成分为糖类和蛋白质，有较好的可生化性。高景峰等[8]以啤酒废水为研究对象，研究了啤酒原水以及不同原水投加量、投加方式，乙酸钠、甲醇及内源呼吸碳源对反硝化速率的影响。试验发现乙酸钠的反硝化的速率远高于啤酒原水，而啤酒原水的反硝化速率高于甲醇。有研究表明，由于微生物的共代谢作用，部分混合污水可在一定程度上提高废水的可生化性能，提高反硝化效果。此外，造纸废水、肉类加工废水、食品

4、工业废水等都含有高浓度的有机物，可生化性较好。但是工业废水的来源受到工业类型、布局及产量等因素的影响限制，因此在广泛应用上还存在困难。④初沉污泥水解产物AlexandreGali[9]等用初沉污泥的水解产物作为碳源对城市污水处理厂内部产生的废液进行反硝化，发现系统的反硝化速率比用二沉池污泥的水解产物作碳源2···1绪论时高6倍左右。吴一平[10]等分析了我国城市污水处理厂初沉污泥中有机物的组成情况，并分别采用初沉污泥水解产物、城市污水、甲醇、初沉污泥作为碳源进行反硝化试验。研究结果表明，前10min时，以初沉污泥水解产物作碳源的反硝化速率为29.58mgNO3-

5、-N/（gVSS·h），甲醇作碳源的反硝化速率还不到其的1/2，城市污水作碳源时仅为其1/3。经过120min后，水解产物作碳源时的脱氮率接近100%，平均脱氮速率为5.68mgNO3--N/（gVSS·h），而城市污水作碳源时的脱氮率只有50%左右。当反硝化阶段水力停留时间为1h，初沉污泥水解产物作碳源的脱氮率比甲醇作碳源时高出1/3，比城市污水、初沉污泥的脱氮效率高出1倍左右，是内源代谢产物作碳源时的5倍。初沉污泥的水解产物中含有能被反硝化菌快速利用的有机组分，脱氮效率高，且成本低廉，其是生物脱氮系统经济有效的可替代有机碳源。1.1.3生物转化VFAs挥发性

6、脂肪酸（VolatileFattyAcid，VFA）是厌氧消化过程中的重要中间产物，包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸等以及它们的异构体，这些酸在常压下容易挥发。徐亚同[12]在考察以挥发性脂肪酸作为反硝化碳源的研究中得到，在pH7.5，温度25℃，污泥产率0.72mgVSS/mgNO3--N时，对完全反硝化所需的进水VFA-C/NO3--N适宜值为1.43。可见挥发性脂肪酸具有很高的反硝化脱氮效率，且以其作为碳源进行反硝化时所需的C/N低。P.Elfsiniotis[14]的研究表明，VFAs中单纯采用乙酸作为碳源时，拥有最高的反硝化速率，丙酸最差，只有乙酸的1

7、/2左右。徐亚同[11]分别采用甲醇、乙醇、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、混合挥发性脂肪酸、消化污泥上清液作为反硝化碳源，考察其对生物反硝化的影响。试验表明，甲醇和乙醇的反硝化速率比相应的VFA低，混合VFA的反硝化速率最高，且高于组成它的单一VFA的反硝化速率。生物转化VFAs的过程实际上为混合菌群厌氧消化的一部分，通过控制反应条件，把厌氧消化控制在水解产酸阶段，利用产酸菌将水解产物短链脂肪酸转化挥发性脂肪酸。前述初沉污泥水解产物具有高脱氮效率，VFAs则是初沉污泥水解产物的主要组成成分。吴一平[10]试验测定的初沉污泥水解产物中VFAs占SCOD的约73.5%，其

8、中大多为短链脂肪酸如乙酸