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图4 厌氧消化工艺段COD处理效果(启动过程分三步进行:1.微生物适应阶段 2.R1和R2逐步调整进水阶段 3.R2进水全部来自R1出水的全运行阶段)
厌氧氨氧化工艺的停留时间为6小时,氨氮处理效果如图5所示。第三阶段至第五阶段氨氮去除率的降低可能是因为水中亚硝酸盐氮和氨氮的比例失调。最终实验确定亚硝氮和氨氮的最佳比例为1.14。R3反应器在运行4周之后成功启动,温度控制在28~35℃,pH为7.1~8.2,氨氮去除率可达92%。
图5 厌氧氨氧化工艺段氨氮处理效果
中试装置运行
图6分别反应了中试装置运行200天的COD和氨氮处理工况。厌氧消化工艺的出水COD为85mg/L,厌氧氨氧化工艺的出水COD为39mg/L。结果表明,如果单独运行厌氧消化工艺,出水COD无法达到75mg/L的排放标准,但加上厌氧氨氧化工艺之后,出水COD完全可以达标。
对氨氮而言,厌氧消化工艺段的出水氨氮浓度为50mg/L。氨氮浓度不降反升的原因是在厌氧消化过程中,水中蛋白质的水解导致氨氮浓度升高。经过厌氧氨氧化工艺段,出水氨氮浓度为1mg/L,完全可以达到10mg/L的排放标准。
图6 200天工况下COD、氨氮处理效果
总结
分散式污水处理是未来污水处理的发展趋势之一,埃尔朗根-纽伦堡大学的研究是针对分散式污水处理领域的一种全新研发思路,极好的结合了厌氧消化工艺和厌氧氨氧化工艺占地紧凑、能耗低的特点,是符合可持续发展的新型技术路线。
该研究将厌氧工艺在高浓度污水处理中的应用延伸到低浓度生活污水处理,为厌氧工艺处理生活污水进行了成功示范。在有机物降解和脱氮作用下,出水COD和氨氮完全可以分别达到75mg/L和10mg/L的排放标准。
中试装置的启动是整个系统成功的关键,每个反应器在启动时采用不同组分的合成废水,再按照一定比例逐渐替换为市政废水是启动成功的核心。该研究对分散式污水处理装置处理低浓度生活污水提供了全新的思路。
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