论文部分内容阅读
短程硝化难以在气温变化的条件下较难维持稳定,限制了其在实际工程的推广。适当能量的低强度超声波可有效抑制亚硝酸盐氧化细菌(NOB)活性的同时促进氨氧化细菌(AOB)活性,是促进短程硝化的新方法,其优势有待进一步探究。论文采用SBR反应器处理低碳氮比模拟生活污水,室温运行,考察了不同超声条件与SBR运行方式下低强度超声波促进短程硝化的有效性及其稳定性,主要内容及结果如下:(1)超声条件是影响低强度超声波生物强化效果的重要因素。实验在多个SBR反应器并联运行过程中考查了超声参数、辐照污泥比例与曝气超声处理对短程硝化的影响。在高溶解氧浓度(平均值3.4 mg/L)的不利条件下,声能密度0.05 W/m L、辐照时间20min的超声波可有效促进短程硝化,反应器平均亚硝酸盐积累率(NAR)达到59.1%。此时AOB活性达到最高,比未超声组提高114%,同时NOB活性比未超声组降低了36.1%。气温升高后上述超声参数很难维持短程硝化,采用超声时对污泥曝气的方法强化超声稳态空化效应,可有效促进短程硝化,NAR可达60.3%。NOB活性随超声波辐照污泥比例的升高而显著降低,AOB活性受超声波辐照污泥比例的影响较小,辐照污泥比例为100%时NOB活性仅为未超声组的21.6%,同时AOB活性达到最高。(2)多种方法联用更有利于维持短程硝化。实验联合低强度超声波技术与交替缺氧好氧运行维持短程硝化稳定性,通过考察四种间歇曝气条件下超声组与对照组SBR的氮素转化及AOB与NOB的活性变化,发现交替缺氧好氧运行可协同低强度超声波抑制NOB活性,但缺氧段时间过长(45 min)时超声辐照会抑制AOB活性,缺氧/好氧时间为15 min/30 min时,低强度超声波维持短程硝化效果较好,此时超声组AOB活性比对照组提高了189.9%,同时NOB活性被抑制了38.2%。气温升高后低强度超声波联合交替缺氧好氧运行维持短程硝化效果较差,平均DO达到2.2 mg/L便会破坏短程硝化。在低DO条件下(<1 mg/L)采用曝气超声处理并适当提高超声波声能密度至0.75 W/mL的策略,可在5天内快速恢复短程硝化,恢复后NAR维持在94%以上。在低强度超声波周期性的长期辐照过程中,污泥中NOB数量不断减少,同时AOB与异养菌数量增加,形成了稳定的菌群结构,污泥被培养为短程硝化污泥后,停止超声波辐照期间,较低浓度的FA(>3.8 mg/L)就可维持NAR在95%以上。综上,合适的低强度超声波可有效促进短程硝化,气温变化时可通过调整超声方式维持短程硝化的稳定运行。低强声波控制灵活,在短程硝化快速恢复中应用优势较大。