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2.3、水解酸化-SNAD工艺启动与运行
2.3.1、水解酸化单元运行效果
控制厌氧水解酸化HRT为3.6h,整个工艺运行阶段,反应器进出水COD浓度、COD去除率变化如图5所示。进水COD为156.2mg/L,,此时C/N比为3∶1。经过水解酸化后,出水COD浓度从140mg/L降至61mg/L,去除率逐渐提高至56.74%。在开始的4d内,COD去除率较低。
5~10d内出水COD浓度不断降低,从137mg/L降至80mg/L,接种水解酸化菌逐渐适应新的环境。10~18d,出水COD浓度保持在70mg/L左右,表明水解酸化单元去除COD已经达到稳定阶段。此时出水的C/N比约为1.4∶1。Chen等人在SNAD实验研究中认为最优的C/N比为1∶2,因此进一步降低进水COD浓度至100mg/L,原水C/N比保持为2∶1。经过20多天的连续反应,出水COD降至30mg/L左右,COD去除率升至69.0%,相较进水150mg/L时去除率有明显提高。此时出水C/N比约为3∶5。
VFAs的组成的对于厌氧水解酸化反应的效果直接相关,尤其在随后的脱氮碳源选择和对ANAMMOX菌的生长代谢上有较大的影响。在本实验中,VFAs产物主要是乙酸,丙酸,异丁酸,正丁酸(图6)。
从图6可以看出,乙酸是厌氧水解酸化反应的主要产物,占据了总产物含量的70%以上。当投加碳源COD为150mg/L左右时,前3个样品的VFAs/COD分别为0.35、0.34和0.38,4种酸所占比例则大致相似,在VFAs含量中所占比例平均为75%,7.5%、9%及8.5%。当投加碳源COD为100mg/L左右时,COD去除率提高到69%,VFAs/COD分别为0.71、0.72和0.75,VFAs/COD提高一倍左右,同时乙酸平均含量提高到88.4%,而异丁酸的浓度则变为0。
这主要是因为pH值是影响水解酸化的重要因素之一,尤其对乙酸更为明显,由于正常情况下产乙酸只消耗一个三磷酸腺苷,在低pH条件下,一个三磷酸腺苷已经不满足产乙酸的能量,投加碳源COD为100mg/L时水解酸化反应器内pH值的提高(提高大约0.3左右)加快了乙酸的产生。此外,异丁酸的消失可能是由于进水COD的降低导致低碳氮比从而影响对异丁酸菌活性的抑制。水解酸化单元进出水NH4+-N浓度基本保持在50mg/L左右。
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