氣動內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器及反硝化除磷特性研究.pdf

1、控制磷向水體的排放對于抑制水體富營養(yǎng)化具有重要意義。同時脫氮除磷作為傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝的替代技術(shù)受到人們的廣泛關(guān)注，尤其是反硝化聚磷工藝更具有顯著優(yōu)點。反硝化除磷工藝應(yīng)用了具有反硝化能力的除磷菌-反硝化聚磷菌(DNPAO)。反硝化聚磷菌(DNPAO)具有在厭氧條件下釋磷，兼氧條件(存在化合態(tài)氧NO3-和NO2-)下吸收磷的特性。其除磷過程是通過排除含有超量磷的反硝化聚磷菌來達到目的的。由于反硝化聚磷菌是在兼氧條件下吸收磷，所以需要硝化過

2、程為反硝化聚磷過程提供硝酸鹽和亞硝酸鹽作為電子受體。 在傳統(tǒng)的污水處理廠中，活性污泥在空間上或者在時間上依次通過厭氧、好氧、兼氧過程。這不僅造成工藝冗長，而且在能量需求等方面都存在很多問題。為解決這些問題，作者設(shè)計了一個可以應(yīng)用反硝化除磷工藝的氣動內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器(AirliftLoopSequencingBatchBiofilmReactor)。該反應(yīng)器采用固定纖維填料，在反應(yīng)器內(nèi)部不同的區(qū)域培養(yǎng)不同的細菌，通過曝氣動力循環(huán)推

3、動反應(yīng)液在不同的區(qū)域循環(huán)流動，從而實現(xiàn)脫碳、脫氮和除磷。論文主要進行了以下幾個方面的實驗： 1.本反應(yīng)器與其他的氣升式回流反應(yīng)器有所不同：(1)通常氣升式環(huán)流反應(yīng)器為流化床，本反應(yīng)器采用填料床；(2)通常氣升式環(huán)流反應(yīng)器是采用連續(xù)流操作而本反應(yīng)器既可以采用連續(xù)操作，也可以采用序批式操作。因此有必要對反應(yīng)器的流體力學(xué)特性進行驗證。試驗證明：即使是較小的曝氣速率(如25L/h)也能使液體實現(xiàn)大量回流，因此硝化反硝化(除磷)集成的基本

4、要求可以達到滿足。 2.基于最初的設(shè)想首先考察了連續(xù)運行條件下的工藝特性，發(fā)現(xiàn)對COD和氨氮脫除都可以達到預(yù)期目的，但除磷效果尚有待于提高。結(jié)果如下：當(dāng)水力停留時間為48小時左右時，(1)當(dāng)進水COD為280mg/L，出水的COD可以降低到48mg/L，COD的去除率可以達到82％左右；(2)當(dāng)進水總氮為85mg/L時，出水的總氮為25mg/L，總氮的去除率可以達到71％；(3)當(dāng)進水的磷酸鹽濃度為8mgP/L左右時時，出水的磷

5、酸鹽濃度也在8mgP/L左右，幾乎沒有除磷效果。 3.由于連續(xù)式運行時反應(yīng)器不能除磷，所以將反應(yīng)器改變?yōu)樾蚺竭\行。實驗證明：氣動內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器在以24小時為周期的序批式運行條件下，能有效脫除有機污染物、脫氮和除磷。其特性為：(1)當(dāng)進水COD為300mg/L左右時，出水的COD可以降低到13mg/L左右，COD的去除率可以達到95％左右；(2)當(dāng)進水的氨氮為118.7mg/L時，出水的氨氮濃度為4-30mg/L，氨氮的去除率達到

6、90％；(3)當(dāng)進水的磷酸鹽濃度為10.5mg/L左右時，出水的磷酸鹽濃度也在2.7mg/L左右，磷酸鹽去除率平均為73.8％。 4.為了進一步優(yōu)化工藝，以葡萄糖為底物考察了序批式運行條件下氣動內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的各種因素對處理效果的影響，發(fā)現(xiàn)：(1)通過COD負荷對反應(yīng)器脫除有機負荷的影響的分析，可以得出結(jié)論：本反應(yīng)器具有較強的抗負荷沖擊能力；(2)通過COD/P對P去除的影響分析可以看出：COD對磷的去除影響最大，COD去除量越大

7、，磷除去量也越大；(3)通過對COD/N對N去除的影響分析，可以看出：COD對氮的去除影響不大，這主要是因為，在反應(yīng)器運行過程中的厭氧階段已經(jīng)將外部碳源轉(zhuǎn)化為內(nèi)部碳源，減少了有機負荷對脫氮過程中硝化過程的負面影響；(4)通過TN與TP去除的關(guān)系的分析可以看出該反應(yīng)器可以實現(xiàn)同時脫氮除磷；(5)在測定回流區(qū)細菌特性時，厭氧釋磷試驗說明此反應(yīng)器除磷過程為生物除磷過程，反硝化聚磷試驗說明此反應(yīng)器培養(yǎng)的反硝化聚磷菌可以采用三種電子受體(氧氣，硝