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不同碳源、C/N比对系统反硝化影响研究

李金诗  
【摘要】:本文以实验室SBR反应器中周期性培养的反硝化活性污泥为研究对象,分别研究以乙酸钠为碳源条件下不同C/N比和以黄水为碳源条件下不同C/N比时反硝化系统中氮源和碳源的降解规律,然后采用基于Monod方程的动态模型对数据进行拟合,得到相应的动力学参数,比较各碳源条件下的反硝化速率及反硝化效率特性,获得各碳源条件下的最优C/N比。在整个试验过程中,对污泥形态特征及污泥产率进行研究,并对两种碳源的技术经济性进行了比较,得到如下结论: 1.接种污泥对乙酸钠作为外碳源的适应时间短。初次接受乙酸钠碳源时,系统在1-2天时间内即能迅速响应,并且利用速率较高。 2.以乙酸钠为碳源,C/N比分别为3.4、4.5和5的试验中,在60 min的反硝化时间里,随着C/N比的增加氮的去除率逐渐增加,分别为45.9%-80.0%、82.5%-99.5%、98.6%-100%;在C/N比为4.5时氮的去除效果较好,但去除效果受进水浓度的影响较大,稳定性差;考虑在实际的污水处理厂脱氮缺氧池中,实际的水力停留时间一般小于80 min,较短的反应时间会使一部分硝态氮来不及还原。因此,当以乙酸钠为碳源时,最适宜的C/N比为5。 3.以黄水为碳源,C/N比分别为3、4.1、5.3、6.1、6.6和7.3的静态试验中,氮的去除率与C/N比和降解时间有关。当C/N比达到5.3以后,30 min后氮去除率几乎与C/N比的增加无关,氮的去除率在95%以上;继续提高C/N比,反硝化速率较快,系统进行反硝化的时间缩短。综合考虑到反硝化速率及其经济性,以黄水为外碳源时最适宜的C/N比为5.3。 4.基于Monod方程对上述反硝化过程进行模拟。当乙酸钠为碳源时,反硝化动力学参数Vmax No3和Vmax No2分别为0.706 gN/VSS·d和0.241 gN/VSS·d, KsNo3和KSNo2分别为4.8和3.4,曲线的拟合最大适应度达到0.3829;黄水为碳源时,反硝化动力学参数Vmax No3在0.4-0.5 gN/VSS·d之间,Vmax No2变化较大,KsNo3在4.8-4.9之间,KSNo2在4.4-4.5之间。 5.乙酸钠为碳源的系统内主要为球状的反硝化菌,系统的污泥产率YD乙酸钠为0.40-0.41 mgVSS/mgBOD;黄水为碳源的系统内主要为短杆状和球状的反硝化菌,系统的污泥产率YD黄水为0.51 mgVSS/mgBOD。


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