浅谈常温限氧条件下有机碳源对与厌氧氨氧化匹配的亚硝化的影响研究

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1、浅谈常温限氧条件下有机碳源对与厌氧氨氧化匹配的亚硝化的影响研究　　厌氧氨氧化作为被广大学者关注的新型脱氮工艺之一，具有动力消耗低、不需要投加有机物、产泥量少、耗氧量低等优点。由于厌氧氨氧化菌生长率较低并且厌氧氨氧化以氨氮和亚硝态氮作为反应基质。而在实际废水中几乎不存在亚硝态氮，导致厌氧氨氧化几乎不可能作为一个单独工艺应用于实际工程中，如果向厌氧氨氧化工艺中投加亚硝态氮不仅会增加运行费用而且可能会造成水体二次污染，基于上述原因众多学者研究开发出了亚硝化工艺。亚硝化工艺作为厌氧氨氧化工艺的前置工艺，可以为后续的厌氧氨氧化工艺提供大量的反应基质，为推

2、动厌氧氨氧化工艺应用到实际工程中起到重要作用。亚硝化是将硝化反应控制在前半段即只将NH4+-N氧化到NO2--N的反应，众多学者通过控制DO质量浓度在1.0～2.0mg/L、温度为35℃、pH控制在8.3～8.5、FA质量浓度达到6mg/L以及曝气量稳定在7.2L/h的条件下可以快速的累积亚硝态氮。研究表明，亚硝化是一个耗氧的过程，因此DO是实现亚硝化的重要因素之一。亚硝化细菌以及后续的厌氧氨氧化菌都是自养菌而城市废水中含有有机物会促进硝化菌等异养菌的生长与亚硝化细菌、厌氧氨氧化菌竞争反应基质。因此，通过静态实验研究探讨在好氧条件下含有有机物的

3、废水对亚硝化的影响，旨在为亚硝化-厌氧氨氧化工艺应用到实际工程提供理论依据。　　1实验部分　　1.1实验用水　　实验采用实际生活污水，分别以Na2CO3碳源，以NH4Cl为氮源进水NH4+-N质量浓度约为50mg/L，DO质量浓度控制在1.0mg/L，pH稳定在7.5～8.0，每升配水加微量元素营养液0.3mL，营养液配方为：10.0mg/LEDTA(乙二胺四乙酸)、1.50mg/LFeCl36H2O、0.18mg/LKI、0.15mg/LH3BO3、0.15mg/LCoCl26H2O、0.12mg/LZnSO47H2O、0.12mg/LMnC

4、l24H2O、0.06mg/LNa2MoO42H2O、0.03mg/LCuSO45H2O，运行方式为进水(瞬时)→曝气7h→沉淀排水1h→闲置1h。　　1.2实验装置　　实验采用结构为内外双层圆柱形SBR反应器，反应器材料为有机玻璃，反应器外层是水浴加热系统，内层作为反应系统。反应器内径12cm，外径14cm，高为80cm，总容积为9L，有效容积为8L，进水采用通过高位水箱的方式向反应器内部供水，通过微电脑计时。在反应器内部设置曝气头并通过外部的空气压缩机向反应器内部反应系统曝气，曝气量的大小由连接于二者之间的空气

5、流量计进行控制，并以微电脑计时器实现曝气与停曝　　1.3分析方法　　实验根据国家环保局水和废水监测分析方法规定的方法进行检测。NH4+-N质量浓度采用纳氏试剂分光光度法，NO2--N质量浓度采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定，DO通过便携式溶解氧仪进行测定;COD采用快速密闭催化消解法;NO3--N质量浓度采用紫外分光光度法。　　2结果与讨论　　2.1DO对匹配厌氧氨氧化亚硝化反应的影响　　亚硝化细菌和硝化细菌均为好氧菌，因此DO在亚硝化过程中是重要的影响因素之一。研究表明[14]，亚硝化细菌对DO的亲和力高于硝化细菌。因此在低DO条件下亚

6、硝化细菌具有明显竞争优势，有学者通过研究发现DO质量浓度小于1mg/L时亚硝化细菌的活性明显强于硝化细菌，可以控制低DO淘洗硝化细菌实现亚硝化。　　2.1.1DO对NH4+-N去除效果的影响　　DO对NH4+-N去除效果的影响随着DO质量浓度的升高，出水NH4+-N质量浓度不断下降，NH4+-N去除率也随之增加。当DO质量浓度达到2.0mg/L时，NH4+-N平均去除率能够达到99%，出水NH4+-N质量浓度仅为0.33mg/L。　　2.1.2DO对NO2--N累积效果的影响　　当DO质量浓度在0.5～1.0mg/L变化时，NO3--N质量浓度

7、较低NO2--N累积效果较好。DO质量浓度为1.0mg/L时，NO2--N累积效果最好。此时出水NO2--N平均质量浓度为9.819mg/L，NO2--N平均累积率为89.423%。随着DO质量浓度继续升高，出水NO2--N质量浓度的增加幅度不明显而NO3--N累积量大幅度增加，造成出水NO2--N质量浓度不断下降。而当DO质量浓度继续上升到2.0mg/L时，几乎没有亚硝态氮的累积，硝态氮的累积量已经上升到9.239mg/L，亚硝态氮的累积率仅为21.458%，与DO=1.0mg/L相比降低了67.965%。此时，亚硝态氮的累积量不能满足后续厌

8、氧氨氧化的需求。DO质量浓度为0.5mg/L时，NO2--N的累积率却达到了87.19%与DO=1.0mg/L相比仅降低了2.233%，而出水NO2-