SEGSB-SBR集成工藝捷徑脫氮及甲烷化實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、采用間歇運(yùn)行方式在膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器(SEGSB)內(nèi)富集產(chǎn)甲烷菌，通過曝氣強(qiáng)度和歷時(shí)控制在SBR反應(yīng)器內(nèi)富集氨氧化菌實(shí)現(xiàn)短程硝化，將SEGSB與SBR集成，開發(fā)具有厭氧氨氧化反應(yīng)、厭氧甲烷化反應(yīng)、短程反硝化反應(yīng)的新型脫氮除碳的SEGSB-SBR集成工藝。采用不同合成廢水研究該工藝的去除效果，進(jìn)行集成工藝的污染物去除途徑和經(jīng)濟(jì)效益分析。論文研究得到以下結(jié)果：
　　 ①在SEGSB反應(yīng)器中，采取逐步提高COD濃度的方法來實(shí)現(xiàn)SEG

2、SB反應(yīng)器中的產(chǎn)甲烷菌的富集，結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)COD進(jìn)水濃度從500mg/L逐步增加至5000mg/L的時(shí)，出水中的COD濃度為60.20mg/L，成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)甲烷菌的富集。
　　 ②在無COD添加、進(jìn)水氨氮濃度為40mg/L的情況下，SBR出水氨氮濃度低于5mg/L，亞硝態(tài)氮濃度約20mg/L左右，硝態(tài)氮濃度約3.5mg/L左右，獲得了較好的亞硝化效果；在有COD添加，進(jìn)水氨氮濃度為100mg/L的情況下，SBR反應(yīng)器出水中氨

3、氮濃度為22.1mg/L，出水中的亞硝態(tài)氮濃度約18.9mg/L，亞硝化率有所降低，氨氮的去除率沒有變化。
　　 ③將成功實(shí)現(xiàn)甲烷化的SEGSB和具有短程硝化反應(yīng)的SBR反應(yīng)器集成，研究體積交換比分別為20％、40％、57％條件下，集成工藝對(duì)合成廢水的處理效果：
　　 1)在1-17d，集成工藝的內(nèi)部體積交換比維持在20％。SEGSB的COD、氨氮的進(jìn)水濃度分別為4332.87mg/L、90.64mg/L，出水COD、氨

4、氮濃度分別為70.87mg/L、39.88mg/L，COD去除率達(dá)98.34％，氨氮去除率達(dá)56％，SEGSB反應(yīng)器內(nèi)甲烷化、厭氧氨氧化活性顯著。SBR進(jìn)水氨氮濃度為25.74mg/L、亞硝酸鹽濃度為7.34mg/L、硝態(tài)氮濃度為2.01mg/L，出水中三氮濃度分別3.47mg/L、21.75mg/L、1.93mg/L。氨氮去除率為86.5％，亞硝酸鹽積累為80.10％，SBR反應(yīng)器短程硝化效果較好。
　　 2)在19-82d，

5、集成工藝的內(nèi)部體積交換比維持在40％，運(yùn)行過程分為三個(gè)階段，B1(19-40)、B2(43-66)、B3(68-82)。SEGSB反應(yīng)器進(jìn)水COD濃度4443mg/L，三個(gè)階段的氨氮濃度分別為87.39mg/L、118.17mg/L、173.32mg/L。出水COD濃度為76.25mg/L，氨氮濃度分別為26.85 mg/L、35.12 mg/L、49.49 mg/L。COD的去除率為98.28％，氨氮去除率則為69.28％、70.28

6、％、71.44％。三個(gè)階段SBR反應(yīng)器進(jìn)水氨氮濃度分別為47.22mg/L、62.07mg/L、78.38mg/L，出水氨氮濃度分別為2.03mg/L、4.62mg/L、6.70mg/L，亞硝態(tài)氮濃度分別為18.42mg/L、29.08mg/L、36.83mg/L，出水硝態(tài)氮濃度分別3.7mg/L、1.49mg/L、1.49mg/L。SBR三個(gè)階段的亞硝酸鹽積累率分別為95.62％、92.40％、91.04％。與體積交換比在20％條件下

7、相比，厭氧氨氧化菌數(shù)量增多，厭氧氨氧化活性顯著提高，SBR反應(yīng)器中的亞硝化活性提高。
　　 3)在85-106d，集成工藝的內(nèi)部體積交換比維持在57％。SEGSB反應(yīng)器進(jìn)水COD濃度為4288.50mg/L，氨氮濃度為174.48mg/L，出水COD濃度為92.18mg/L，氨氮濃度為40.39mg/L，COD去除率為97.85％，氨氮去除率為76.82％。SBR反應(yīng)器進(jìn)水氨氮濃度為44.87mg/L，出水氨氮、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮

8、濃度分別為1.97mg/L、29.78mg/L、0.73mg/L。其中氨氮去除率高達(dá)95.23％；亞硝酸鹽積累率高達(dá)91.69mg/L。
　　 4)比較三個(gè)階段的試驗(yàn)，結(jié)果表明：在20％～57％范圍內(nèi)，集成工藝內(nèi)部體積交換比越高，SBR反應(yīng)器亞硝酸鹽積累率越高，SEGSB反應(yīng)器的厭氧氨氧化活性越高，集成工藝的氨氮去除率越高。集成工藝內(nèi)部體積比對(duì)COD的去除影響不明顯。比較B1、B2、B3三個(gè)階段，結(jié)果表明，氨氮濃度不同時(shí)，COD

9、與氨氮的去除率沒有較大的影響。
　　 5)在108-138d，固定體積交換比57％，集成工藝進(jìn)水COD濃度為4722.76mg/L，氨氮濃度為95.87mg/L，出水COD濃度為55.59mg/L，氨氮濃度為17.38mg/L，COD去除率98.81％，氨氮去除率達(dá)55.8％g/L。SBR反應(yīng)器的進(jìn)水氨氮濃度為25.7mg/L、進(jìn)水亞硝酸鹽濃度為0.18mg/L、硝酸鹽濃度為0.35mg/L，出水中三者濃度則分別為3.30mg/

10、L、14.54mg/L、0.94mg/L。
　　 ④通過物料平衡計(jì)算，在集成工藝的進(jìn)水氨氮去向中，35.3％通過厭氧氨氧化去除，22.7％通過短程反硝化去除，0.5％通過完全反硝化去除，出水中殘留的為18.69％，TN損失為22.8％。在集成工藝的進(jìn)水COD去向中，83％通過厭氧甲烷化去除，2.3％通過短程反硝化和完全反硝化去除，出水中殘留的為1％，未知去向的COD為14％。本集成工藝的甲烷產(chǎn)率為287LCH4/kgCOD，即每