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基于CANON工艺处理低氨氮废水

发布时间:2019-02-16 14:36所属分类:理工论文浏览:1

采用上流型污泥床转化器,依托出水复氧返流的程序迅即开启CANON废水处置工艺,探讨了启动和操作特点。实践证明,采取出水复氧返流的操作模式能够实现迅即启动及平稳运转;该复氧返流的工艺模式可有效调控反应罐内融入氧的数量,对反应介质中的NOB发挥出很强的

  采用上流型污泥床转化器,依托出水复氧返流的程序迅即开启CANON废水处置工艺,探讨了启动和操作特点。实践证明,采取出水复氧返流的操作模式能够实现迅即启动及平稳运转;该复氧返流的工艺模式可有效调控反应罐内融入氧的数量,对反应介质中的NOB发挥出很强的抑制作用,而且还给AnAOB创建了一个极佳的发育条件;精准调控返流的数量能够有效管控NO2-的生成速度,让其和NO2-减少速度构成相等的水平,消除了NO2-的积存和硝化反应的进行。故此,复氧返流CANON低氨氮废水处理工艺在运行品质上展现出了极高的水平。

  关键词:厌氧性,氨氧化,整体自养脱氮工艺,复氧返流,NOB的控制

中国给水排水

  相比于古老型的硝化和反硝化脱氮工艺,整体自养脱氮技术(CANON)依托其无需提供碳源、脱氮功效大、污泥排量小、能耗地等自身的独特优越性而逐渐受到业界甚至整个社会的青睐。CANON废水处置技术是指在同一转化反应罐内借助于好氧型氨氧化真菌(AOB)及厌氧型氨氧化真菌(AnAOB)的共同作用来实现自养脱氮的治理目标。

  在此操作环节中,供给吸收氧是达到进行亚硝化反应而制备NO2-的先决条件,然而介质中所吸收的氧还会对厌氧型氨氧化真菌AnAOB起到抑制效果,另外也有部分学者提出如下看法,那就是因为存在着介质中的吸收氧的缘故可导致硝化真菌(NOB)的大量产生及发育,由此造成排出水中NO3-浓度偏高。

  另外,多位业内学者经过对低氨氮废水处置CANON技术进行深入研究后,他们对反应体系中所需限制的DO指标表现出在数据上的很大差异(0.12~2.54mg·L-1),故此,对反应体系中DO指标的严格管控,特别是针对如此低氨氮型的废水而言,其是达到该CANON废水处置流程平稳运转的最基本条件。

  1所用材料及研究手段

  1.1接植污泥和配水操作

  接植污泥是属于该课题组培置的完整的亚硝酸盐厌氧型氨氧化粒状污泥(颗粒直径在1.1~1.4mm范围内)及部分来自于运作平稳的亚硝化转化器内的完整絮体状亚硝化污泥(粒径范围在0.4~0.5mm之内),原来厌氧型氨氧化转化器内脱氮速率为3.6kg·(m3·d)-1,原亚硝化反应器NH4+-N转化速率为2.2kg·(m3·d)-1。

  1.2连续性流动实验流程

  选取上流型污泥床转化器,其总体积V是0.25L,下部直径是φ17mm,上部直径是φ25mm,其整体高度为85cm,出水嘴距离底端为77cm。利用蠕动泵由底部向内通水,上部清液的排水溢流落入复氧循环池,在溢流水下落以及复氧池内水体表层扰动过程满足排水复氧的控制指标,复氧循环池内的水体含氧总体上达到了饱和态标准,尔后经过蠕动输送泵返流到转化罐内,给转化罐内通入溶解态氧,转化反应罐的最后出水经由复氧池自然排出[1]。

  1.3反应状态控制

  先后接植完整的亚硝化型污泥25mL、厌氧型氨氧化式污泥35mL,污泥所占体积比率为26%.原位测试接植污泥成分中的AOB及AnAOB活性指标。将转化罐的外壁用遮光物体覆盖以达到避光效果,降低太阳光照射对AnAOB活性所产生的阻碍作用[2]。

  实验操作环节中HRT选择为2h,将其运行过程划分成三个阶段。其首个阶段是属于接植污泥活性筛选阶段,该阶段中的进水基本介质是氨氮成分及相应量的亚硝酸盐成分,各自原位考测其内部的AOB活性指数及AnAOB活性指数。

  其第2个是复氧返流自养脱氮流程的开启阶段,在这一开启阶段中的通入水成分仅有氨氮两种成分,依托逐级调节返流水量,测定AOB的活性程度及AnAOB活性等级的平衡特性.其第3个阶段是属于反应转化系统的平稳控制阶段,在此阶段中的进水中仅含有氨氮两种成分,由此来确定复氧返流形态的CANON净化技术在处置低氨氮废水时的可操作性。

  1.4整合监测数据和参数处置手段

  分析所进行的测定过程及测定対象,针对NH4+-N成分的测定选取纳氏试剂分光光度测定方法,对于NO2--N成分的测定选取N-(1-萘基)-乙二胺分光光度测量方法、针对NO3--N组分的测定选取紫外分光光度的测量方法。其液体中的酸碱度pH值选取pHS-3TC式酸度计测量方法进行测定,针对DO指标的测定选取便携型溶氧分析仪Multi3410进行测定[3]。

  2结果及分析

  2.1接植污泥的活性指标测定

  在其测定的首个阶段中,第一需先接植此课题组事先已培养好的完整絮体状亚硝化污泥25mL,导入压缩态空气,保持DO指标在0.53mg·L-1水平上,转化反应器中进出水体中的pH指标各自为8.09~8.25、8.05~8.15,在HRT控制在2h的状态下平稳转化1d时间。利用AOB氧化NH4+去产生NO2-成分的能力指标NiPR为1.02kg·(m3·d)-1。

  在2~5d时间内,另外还需再接植完整的厌氧型氨氧化颗粒式污泥32mL,其控制的HRT确定在2h水平,拟定返流水体流量在0.43mL·s-1,反应转化罐内部的DO指标控制在DO<0.01mg·L-1水平上,其进出水体的pH指标各自为7.96~8.04、8.09~8.19。

  2.2复氧返流式

  CANON废水净化工艺处置低氨氮废水的可操作性判定当AnAOB脱氮转化速率NRR达到接植时的状态之后,装置内未显现出NO2-成分的大量积累及NO3-成分的过多涌现,这说明反应装置内的NiPR及NiCR两项指标已达到一个稳定的运行状态[4]。

  3结果讨论

  相比于硝化-反硝化脱氮工艺而言,CANON废水净化工艺缩减了65%上下的曝气容量,在降低能量消耗方面显现出了很强的优势。研究过程中采用溢流出水复氧返流的方式节约了全部的曝气能耗,使得对低氨氮废水处理的运行成本方面更加经济。

  另外,对于利用上流式污泥床反应器处理低水量废水时一般需要内返流增加水力搅动,而复氧返流过程在提供吸收氧的同时也给反应器提供了一定的水力搅动,这使得在不额外增加返流的条件下达到脱氮的目的。故此,利用CANON废水净化工艺以复氧返流的方式处理低氨氮废水是一种既经济又可靠的运行模式[5]。

  4结语

  总体而言,相比于常用的上流式污泥床反应器运行的CANON废水净化工艺,复氧返流节约了整个的曝气能耗;同时,返流过程也为反应转化器提供了一定的水力搅动,在低水量的情况下节约了内部返流的水力能耗。

  因此,复氧返流CANON工艺运行模式在低氨氮废水处理方面表现了更加节能、经济的优点。复氧返流CANON工艺为ANAMMOX脱氮技术的应用以及CANON工艺启动并稳定运行提供了一个崭新模式;为CANON工艺中NOB活性的抑制提供了一个新操作途径。

  参考文献:

  [1]王亚宜,黎力,马骁,等.厌氧氨氧化菌的生物特性及CANON厌氧氨氧化工艺[J].环境科学学报,2014,34(6):1362-1374.

  [2]羊寿生.曝气的理论与实践[M].北京:中国建筑工业出版社,1982.

  [3]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社(第四版),2002.

  [4]张肖静,李冬,梁瑜海,等.氨氮浓度对CANON工艺性能及微生物特性的影响[J].中国环境科学,2014,34(7):1715-1721.

  [5]付昆明,周厚田,左早荣,等.水力停留时间对海绵填料CANON反应器性能的影响[J].中国给水排水,2016,32(7):1-5.

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