城市污水生化处理系统中总氮去除的影响因素分析

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1、东莞理工学院学报第21卷第3期J0URNAL0FD0NGGUANUNIVERSITY0FTECHN0L0GYVo1．2lNo．32014年6月Jun．2014城市污水生化处理系统中总氮去除的影响因素分析黄宁陈炳东(I．东莞市环保产业促进中心，广东东莞523011；2．东莞市汇海环保科技有限公司，广东东莞523808)摘要：总氮是城市污水处理的一项重要常规指标，在我国现有的城市污水处理工艺中，生化系统中影响脱氮效率的因素主要包括缺氧池容积负荷、混合液回流比、污泥龄和水温等。本研究通过中试试验发现，3'-缺氧池HRT大于3hr(对应容积负荷0．24kgTN·m

2、～·d)、混合液回流比大于150％、污泥龄不小于10d、水温高于2O℃时，A／0可以将平均值为30mg／L的TN去除到10mg／L以下，去除率接近70％，稳定达到一级A标准。关键词：城市污水；总氮；A／0；中试中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1009—0312(2014)03—0069—05目前我国已建成了一大批城市污水处理厂I2j。其中大部分污水处理厂都是按照一级B标准设计、施工和运行。但是，随着我国水环境污染和水资源短缺问题的日益严重，全国许多地区都开始执行一级A标准或较一级A更严的地方标准J。尤其是总氮作为城市污水处理的一项重要常规指标，

3、一直以来都是研究的重点。在我国目前现有的城市污水处理工艺中，总氮主要通过生化作用去除，其降解过程主要通过氨化、硝化和反硝化作用去除J。本文通过中试研究，考察生化系统的主要参数对污水中总氮去除的影响。1试验原理与方法生物脱氮首先是在厌氧环境内，通过氨化作用将有机氮转化为氨氮；然后在好氧环境内，通过硝化作用，将氨氮转化为硝态氮；随后在缺氧环境内，通过反硝化作用，将硝态氮转化为氮气，从水中逸出【。城市污水如果在厌氧环境停留时间较长，其氨化作用就较为彻底，厌氧出水的NH-N／TN比值就较高。硝化作用是由自养型好氧微生物完成，包括两个步骤：第一步由亚硝酸菌将氨氮转化

4、为亚硝酸盐(NO；)；第二步则由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。这两类菌统称为硝化菌，它们利用无机碳化物如c0；一、HCO；和c0：作碳源，从NH、NH4或NO；的氧化反应中获取能量。其反应方程式见式(1)和式(2)所示：NH4++1．38302+1．982HC03-—兰．018C5H702N+0．982N0；+1．036H20+1．892H2CO3(1)NO；+0．O03NH4+0．O1H2c03+0．005HC03+0．484502．003C5H702N+0．008H20+NO；(2)反硝化作用主要由反硝化细菌完成，其中有些是专性好氧细菌，有些是兼

5、性厌氧细菌。在有氧环境下专性好氧细菌利用分子氧进行呼吸，氧化分解有机物；在无氧而有硝酸盐存在的环境下，它们利用硝酸盐中的氧进行呼吸，氧化分解有机物，将硝态氮还原为N或N0，其反应方程式为：NO；+1．08CH3OH+0．24H，CO3．06CH7O，N+0．47N2f+1．68H2O+HCO3(3)收稿日期：2013—10—18基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07206004—04)。通讯作者：陈炳东(1989一)，男，福建安溪人，主要从事环境应急与环保技术研究。70东莞理工学院学报NO2-+0．67CH3OH+0．53H2CO3

6、—．04C5H702N+0．48N2t+1．23H2O+HCO3(4)C5H702N+4NO35c02+NH3+2N21+40H一(5)硝酸盐还原为N：的过程为NOrN0垩鳖苎N0N0坠堡N：(6)在生化处理系统中决定脱氮的决定因素是反硝化过程，所以改变缺氧池容积负荷、混合液回流比、污泥龄和水温条件对反硝化速率的影响较大。本研究依托于处理规模为100t／d的A／O工艺处理城市污水的中试试验进行生物脱氮的影响因素研究。2结果与讨论2．1缺氧池容积负荷对TN去除的影响缺氧池的容积负荷是生化系统去除TN反硝化反应的主要影响因素。本研究考察了缺氧池的容积负荷对TN

7、去除的影响。原水TN平均值为30mg／L，不同缺氧池水力停留时间对应的缺氧池TN容积负荷见表1所示。表1不同缺氧池水力停留时间对应容积负荷缺氧池水力停留时间／hr11．522．533．544．5缺氧池容积／m4．166．248．3210．412．4814．5616．6418．72缺氧池TN容积负荷／(kgTN·m-’·d)0．720．48O．360．290．24O．2l0．180．16缺氧池水力停留时间在每个条件下运行5天，其它实验条件不变：污泥浓度2500mL，污泥龄10d，好氧池溶解氧2mg／L，缺氧池溶解氧0．1～0．2mg／L，混合液回流比200％

8、，污泥回流比50％，水温18～20％。生化系统进出水TN浓度、去除