论文部分内容阅读
水体氮素污染日益严重,废水脱氮技术也从传统的硝化-反硝化工艺发展到短程硝化-反硝化工艺、同时硝化-反硝化工艺等新型工艺的应用。但对于大量的垃圾渗滤液、污泥消化液、焦化废水及生产含氮产品的化工厂、化肥厂废水等低碳高氨氮废水的处理,这些工艺都因有机碳源投加而运行成本过高。对于该类废水的处理,厌氧氨氧化技术因无需有机碳源投加而优势突出,成为近年来废水处理领域的研究热点之一。本课题旨在以厌氧氨氧化技术为主体,研究SBR亚硝化-复合式UASB厌氧氨氧化组合工艺处理低碳氮比废水的脱氮性能,以促进厌氧氨氧化技术在我国废水处理领域的工程化应用。本课题以模拟低碳氮比废水为研究对象,在SBR反应器中进行配合厌氧氨氧化的亚硝化反应的试验研究,在复合式UASB反应器内进行厌氧氨氧化反应的试验研究,在此基础上研究SBR亚硝化-复合式UASB厌氧氨氧化组合工艺的脱氮性能。采用低氧连续曝气的方式,以进水(瞬时)-曝气h-沉淀排水2h-闲置2h的工序启动SBR亚硝化反应器。49d后反应器启动成功,NH4+-N去除率和NO2--N累积率分别稳定在90%和80%以上。研究表明,SBR反应器内亚硝化反应的最佳工况为：DO=1.0mg/L,温度在28℃左右,pH=7.5-8.0,CODCr浓度小于150mg/L;此条件下稳定运行时,反应器NH4+-N去除率和NO2--N累积率分别在90%和75%以上；NH4+-N浓度为250mg/L时,配合厌氧氨氧化的亚硝化反应器的最佳运行工序为进水(瞬时)-曝气3.5h-沉淀排水2h-闲置2.5h。在进水NH4+-N浓度60mg/L左右,NH4+-N/NO2--N=1:1.32,以碳酸氢钠为唯一碳源,HRT=48h,30℃左右的条件下启动复合式UASB厌氧氨氧化反应器。136d后反应启动成功,NH4+-N、NO2--N去除率稳定在49%以上。研究表明,经提高进水4+-N、NO2--N浓度和缩短HRT两方面的调节,反应器的TN容积负荷由0.069kg·m-3·d-1提高到了0.464kg·m-3·d-1且出水TN去除率可保持在50%以上；复合式UASB反应器内厌氧氨氧化反应的最佳工况为：温度在30℃左右,进水pH=7.5～8.5,HRT=24h,进水脱氧,碳酸氢钠浓度在1.5～2.0g/L范围内,CODcr浓度小于60mg/L;此最适环境中稳定进行时TN去除率稳定在70%左右。经过一定的调节与适应后,SBR反应器内的亚硝化反应和复合式UASB反应器内的厌氧氨氧化反应能够相互匹配,实现SBR亚硝化-复合式UASB厌氧氨氧化组合工艺系统的连续运行；稳定运行后,系统氮素去除率较高,NH4+-N平均去除率88.52%,TN平均去除率71.36%。本课题研究表明,SBR亚硝化-复合式UASB厌氧氨氧化组合工艺解决了传统硝化-反硝化生物脱氮工艺需大量有机碳源投加及由此产生的运行费用高、二次污染等问题,对低碳氮比废水特别是低碳高氨氮废水具有很好的脱氮效果,可用于该类废水的低成本脱氮。