不同供氧策略對SBBR反應(yīng)器實現(xiàn)短程硝化厭氧氨氧化的影響分析.pdf

1、垃圾滲濾液是垃圾衛(wèi)生填埋過程中產(chǎn)生的二次污染，其水質(zhì)比較復(fù)雜，氨氮濃度和COD的含量較高，且因其碳氮比、pH值較低和水質(zhì)水量變化大的特點而成為水處理研究的熱點和難點。近年來，生物脫氮理論取得了重大突破，在此基礎(chǔ)上，廢水生物脫氮技術(shù)也取得了快速的發(fā)展，由此而涌現(xiàn)出了一批具有創(chuàng)新意義的脫氮工藝。目前研究的熱點是短程硝化.厭氧氨氧化工藝，短程硝化.厭氧氨氧化的協(xié)同作用原理為高氨氮垃圾滲濾液的脫氮提供了一條新型的高效生物脫氮途徑，和傳統(tǒng)硝化反硝

2、化脫氮途徑相比可以節(jié)約25％的能耗，且無需外加碳源，運行過程中污泥產(chǎn)量極小，可節(jié)約運行成本，故該組合工藝比較適合垃圾滲濾液的水質(zhì)特征。 本實驗使用的反應(yīng)器是序批式生物膜反應(yīng)器(Sequencing Batch BiofilmReactor，簡稱SBBR)，其實質(zhì)是生物膜法的間歇操作模式。間歇式的進水可以提高系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力，同時載體上的生物膜能保證世代較長的微生物(如厭氧氨氧化細菌)生存，利于厭氧氨氧化反應(yīng)；另一方面生物膜載

3、體從表面到內(nèi)部存在溶解氧濃度的梯度現(xiàn)象，相應(yīng)有好氧、兼氧和缺氧區(qū)共存的狀態(tài)，為直接脫氮提供了良好的環(huán)境。本實驗通過自主設(shè)計的SBBR反應(yīng)器進行實驗考察，以期為垃圾滲濾液的高效生物脫氮提供一種新思路。 實驗以氨氮濃度含量較高的垃圾滲濾液為處理對象，分析研究不同供氧策略對SBBR反應(yīng)器實現(xiàn)短程硝化厭氧氨氧化的影響。在4種不同供氧策略(a、b、c和d的總供氧時間分別為16h、12h、12h和8h；好氧/厭氧交替頻率分別為4h/2h、3

4、h/3h、2h/2h和2h/4h)下同步啟動反應(yīng)器，保持各反應(yīng)器內(nèi)環(huán)境溫度為(30±0.5)℃，并控制曝氣階段溶解氧(DO)濃度為(1.2±0.1)mg.L-1。 實驗結(jié)果表明，反應(yīng)器啟動期間，經(jīng)過124d的馴化和增殖，反應(yīng)器內(nèi)亞硝酸細菌以及厭氧氨氧化細菌穩(wěn)定生長，從而成功啟動了短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)，使各反應(yīng)器具有一定的脫氮能力，但是效果不同，其中，采用總供氧時間為12h，好厭氧交替頻率為2h/2h供氧策略的反應(yīng)器c效果最好，

5、氨氮去除率達到96.6％左右，而且抗氨氮沖擊負荷的能力最強，最大的氨氮容積負荷為0.186g·(L.d)-1。各反應(yīng)器單周期內(nèi)NH4+-N、NO2-N和NO3-N的濃度變化表明，在曝氣階段由于DO濃度的限制，亞硝酸鹽出現(xiàn)積累，NO3-N的產(chǎn)量極低；缺氧階段，由于厭氧氨氧化細菌和反硝化細菌的協(xié)同作用，亞硝酸鹽氮和氨氮同時被去除，且沒有硝酸鹽的積累。從4個反應(yīng)器和滲濾液原水中提取細菌總DNA，利用PCR-DGGE技術(shù)對細菌群落種群多樣性及種