剩余污泥厌氧发酵混合物提高低 C/N 污水处理效果-第3页-北极星水处理网

投稿

我要投稿

1.3 分析方法

总悬浮固体(total suspended solid，TSS)、挥发性悬浮固体(volatile suspended solids，VSS)采用质量法检测。pH 值、DO 采用 WTW pH/Oxi340i 检测仪检测。总化学需氧量(total chemical oxygen demand，TCOD)、溶解性化学需氧量(SCOD)采用 5B-3(B)型 COD 快速检测仪检测。NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO43--P 采用美国LACHAT 公司QuikChem8500Series2 流动注射分析仪检测。SCFAs 采用 Agilent7890A 气相色谱仪检测，FID 检测器，色谱柱型号及尺寸：30 m×0.53 mm×0.001 mm， N2 为载气，载气流量为 20 mL/min，进样口和检测器分别维持在 220 和 250℃，烘箱起始温度为 80℃，最后升温至 240℃，进样体积为 2 µL。试验中检测到的 SCFAs包括乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸和异戊酸，将它们的摩尔浓度分别乘以比例系数 1.07、1.51、1.82、1.82、2.04、2.04 转化为 COD 浓度后的加合计为总的SCFAs 浓度。

2结果与讨论

2.1不同 pH 值条件下的剩余污泥发酵混合物化学性质的比较

由表 3 可以看出，在碱性和酸性条件下，剩余污泥厌氧发酵过程中产生了更多的 NH4+-N 和 PO43--P，其中不同 pH 值条件下 NH4+-N 产生量的排序为：碱性>酸性>中性，不同 pH 值条件下 PO43--P 产生量的排序为：酸性>碱性>中性。同时，在碱性和酸性条件下剩余污泥厌氧发酵过程中也溶出了更多的SCOD 以及呈现出更高的 SCFAs 产量，其排序均为：碱性>酸性>中性，且在碱性条件下剩余污泥厌氧发酵产生的SCOD 以及SCFAs要远高于其他条件下的值，碱性条件下剩余污泥厌氧发酵混合物的 C/N 比和 C/P 比分别高达 18.9 和 57.0。这与现有研究结论类似，在碱性 pH 值条件下，既可以为脱氮除磷系统提供较多的 SCOD 和 SCFAs，又可以避免系统 N、P 负荷过高，微生物间胞外聚合物的分解和污泥的解体，从而获得更多的发酵产酸基质，同时碱性条件还可以促进有机物的水解，使 SCOD含量升高，最终增加 SCFAs 的产量。另外，碱性条件下可有效抑制产甲烷菌的活性，使SCFAs 不会继续转化为甲烷(CH4)，从而累积，呈现出较高的 SCFAs 产量。因此，剩余污泥碱性(pH值=10.0±0.2)厌氧发酵混合物更适合作为外加碳源进行利用。

2.2.1 碱性厌氧发酵混合物对反硝化和硝化过程的影响

有机碳源在反硝化过程中作为电子供体，被用于合成细胞及产能。可用碳源一般分为 3 类：外加碳源、原水碳源和内源碳源。图 2a，b 给出了不同投加量的碱性条件(pH 值=10.0±0.2)下长期运行的剩余污泥厌氧发酵混合物，作为外加碳源在反硝化阶段的利用情况以及对硝化阶段的影响，图 2c，d 给出了对应的 SCOD 变化情况。

从图 2a 可以看出，初始投加 NO3--N 为(15.0± 0.5) mg/L。在反硝化过程中，反应初期由于易被利用的有机物含量较高，NO3--N 浓度呈直线下降，反应后期由于有机物浓度的限制，NO3--N 的还原速率逐渐降低并趋于平缓。当厌氧发酵混合物的投加量为 30、50、100 mL 时，NO3--N 在 30 min 内全部被还原;继续提高投加量至200 mL 时，反应时间延长，NO3--N 在 40 min 内全部被还原;而当投加量为 20 mL 时，在反应结束时(60 min)仍有少部分 NO3--N 未被还原，剩余量为 0.4 mg/L，NO3--N去除率为 97.3%;当继续减少投加量，发现反硝化过程不能完全进行，NO3--N 去除率分别为69.3%(V 发酵混合物=0 mL)和 85.2%(V 发酵混合物=10 mL)，这与碳源不足有关。

图 2c 为反硝化过程中对应的 SCOD 利用情况，随着 NO3--N 的减少，SCOD 逐渐下降，当不断增加厌氧发酵混合物投加量由 0 至 200 mL 时，SCOD 利用率先增大后减小，分别为 26.9%、41.8%、46.5%、42.1%、44.8%、 27.9%、12.6%。另外还可以看出，当投加量≤30 mL 时，于原水及发酵混合物中易被利用的有机物首先被反硝化菌消耗;随着反应进行，SCOD 下降速率减慢，这是因为反应后期，大部分为难被利用的有机物，在被反硝化菌利用的过程中速率较慢。而当投加量提高至 50 和 100 mL 时，SCOD 随反硝化的进行持续降低，这可能因为当投加量超过 50 mL 时，易被利用的有机物含量较多，除被反硝化菌消耗外，聚磷菌同时释磷，储存内源碳源。

随后进行硝化反应，图 2b 中，由于发酵混合物中含有 NH4+-N，随着发酵混合物投加量的增加，系统中初始NH4+-N 值不断增加，从 34.6 mg/L 增加至 74.3 mg/L，与此同时，引入了更多的 SCOD，从 80.7 mg/L 增加至667.0 mg/L(图 2c)，在反硝化结束时，SCOD 剩余量从 59.0 mg/L 上升为 583.1 mg/L。随着硝化反应的进行，SCOD 不断减小并趋于稳定，同时 NH4+-N 剩余量逐渐减少。当发酵混合物投加量≤30 mL 时，NH4+-N 去除速率较高，在投加量为 20 和 30 mL 时，NH4+-N 去除速率最高，为 0.293 mg/(L˙min);提高投加量至 50 mL 时，NH4+-N去除速率明显变慢，为 0.244 mg/(L˙min);继续提高投加量≥100 mL，NH4+-N 的去除受到明显抑制，NH4+-N 去除速率分别为 0.109 (100 mL )和 0.004 mg/(L˙min)(200 mL)。这是因为反硝化结束后，较高的 SCOD 剩余影响了硝化反应的进行，过量的 SCOD 优先用于异养菌的生长，异养菌在与硝化菌对溶解氧的竞争中占优势，导致硝化效果不好。另外，随着硝化反应的进行，SCOD 不断消耗，最终在不同投加量(由 0 mL 增加至 200 mL)情况下，SCOD 剩余量(图 2d)分别为 47.8、45.5、53.2、67.2、61.4、106.2、154.1 mg/L。从出水效果及运行成本上综合考虑，用于反硝化反应阶段的外加碳源，可以认为当初始 NO 3 - -N 为(15.0±0.5) mg/L 时，这种碱性厌氧发酵混合物的最佳投加量为 30 mL。

投稿与新闻线索：电话：0335-3030550，邮箱：huanbaowang#bjxmail.com（请将#改成@）

订阅北极星周刊，精彩内容不再错过！

特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创，转载需获授权。

污泥查看更多>污水处理查看更多>污水处理厂查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

剩余污泥厌氧发酵混合物提高低 C/N 污水处理效果

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~