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焦化废水亚硝化反硝化生物脱氮的研究

唐光临  
【摘要】: 焦化废水是典型的有毒难降解废水,我国焦化厂外排废水常因氨氮含量严重超标而污染环境。本文采用铁碳电池预处理-厌氧-好氧-好氧-缺氧多级SBR法处理焦化废水取得了良好的COD、氨氮脱除效果。在进水NH3-N浓度601.8mg/L、COD浓度2307.6mg/L的情况下,当HRT=46h时,系统的出水NH3-N、COD浓度分别为12.3mg/L、85.6mg/L,去除效率分别为97.9%、96.3%。与厌氧-缺氧-好氧-缺氧连续式短程生物脱氮工艺比较,反应器的总体积可以缩小20%,曝气动力消耗可以节省30.8%。 当采用铁碳电池处理焦化废水时,在焦炭、NaCl、铁屑的加入量分别为50g/L、300mg/L、200g/L及在曝气0.5h、处理时间4h的情况下,焦化废水的COD去除率可以达到35.8%。焦化废水经铁碳电池预处理后,COD/N比值降低,亚硝化反应可以较早进行,有利于缩短系统的总曝气时间。 在两个SBR好氧反应器中成功培养出大量的亚硝酸菌,研究结果表明:在水力停留时间相同时,两级SBR好氧反应器的脱氮效率优于一级SBR好氧反应器。将SBRⅠ、SBRⅡ好氧反应器的溶解氧、pH分别控制在7.0-8.5、2.4-3.0mg/L及7.0-8.5、1.5-2.0mg/L时,依赖SBR反应器水质波动大、硝酸菌对环境变化敏感的特点,在较高浓度NH3-N条件下,实现了稳定的亚硝化反应,系统运行近两个月,没有大量硝酸盐的积累,两个好氧反应器的亚硝化率均在80%以上。 将好氧污泥与厌氧污泥混合培养,在缺氧反应器中培养出了厌氧氨氧化细菌,实现了在缺氧反应器中进一步降解NH3-N的目标。 为了强化好氧反硝化脱氮效果,培养大量厌氧污泥,污泥中含以氨为电子供体的反硝化细菌,将厌氧污泥包裹于布中,制成无数小球,悬挂在含好氧污泥的好氧反应器中。因小球粒度较大,溶解氧不易穿透,造成良好的缺氧、厌氧环境,好氧反硝化脱氮效果良好。好氧反硝化脱氮速率随COD/N的升高而逐渐升高,当COD/N太高时氨氧化将受到抑制,脱氮速率反而下降。在溶解氧浓度较低时,氨氧化受到抑制,好氧反硝化脱氮速率较低,其值随溶解氧的浓度升高而逐渐升高,当超过一定值后厌氧、缺氧区缩小,亚硝化与反硝化反应不平衡,脱氮速率反而降低。研究结果表明,当COD/N=2.3、DO=1.8-2.4mg/L、好氧污泥与厌氧污泥的比例为2:1时,脱氮效果较好。 好氧、缺氧反应器的水质波动大,若能对其水质进行准确预报对于指导生产操作及工艺流程实现计算机控制具有重要意义。本文建立了一个三层递归神经网络模型对一级好氧、二级好氧、缺氧反应器的主要水质指标实现了准确预测,预报平均 WP=5 相对误差分别为2.86%、4.99%、4.2%。
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