论文部分内容阅读
短程硝化是指通过控制反应条件将硝化过程停留在NO2-N阶段。与传统硝化反硝化工艺相比,短程硝化-厌氧氨氧化工艺具有能耗少且无需有机碳源投加等优点,是一种更为经济的脱氮手段。作为厌氧氨氧化的前置工艺,短程硝化过程必须达到半亚硝化出水水质要求(出水[NO2-N]/[NH3-N]在1～1.5)。本文以SBR反应器作为短程硝化工艺的反应装置,以人工配水作为处理对象,研究短程硝化的影响因素及实现半亚硝化出水的控制条件；并以养猪场发酵液为例,对畜禽养殖废水短程硝化处理的适用性和经济性进行分析。在短程硝化影响因素试验阶段,通过改变反应控制条件和进水条件,分别研究了包括DO浓度、进水pH值、温度和COD/TN对短程硝化的影响。研究结果表明,随着DO浓度的上升和进水pH值的减小,NH3-N转化率和NO2-N积累率分别增大和减小。在T=25±2℃的温度条件下,控制p DO=0.3-0.8mg/L和进水pH值=8.3～8.5,可以较好实现对NH3-N浓度为350mg-N/L, COD为500mg/L的人工配水的短程硝化处理,当控制曝气时间为6.5～7h的条件时可稳定达到半亚硝化出水要求。在短程硝化的影响因素研究中发现,温度变化对短程硝化的影响较大。当反应温度由25℃下降至12～18℃时,NH3-N转化率由64.0%下降至26.9%,当温度下降至2-8℃时,NH3-N转化率仅为8.8%,氨氧化反应几乎完全停止。与上述因素相比,COD/TN比对短程硝化的影响较小。在进水NH3-N浓度固定的条件下,随着COD/TN的升高,COD降解所需时间变长,致使硝化反应出现滞后现象,实现半亚硝化出水所需曝气时间延长。在畜禽养殖废水的适用性分析中发现,短程硝化工艺在处理NH3-N浓度水平为200mg-N/L和400mg-N/L的畜禽养殖废水有较好的适用性。在处理NH3-N浓度为800mg-N/L的畜禽养殖废水时,短程硝化出水水质开始恶化,出水水质不符合厌氧氨氧化的进水要求。畜禽养殖废水处理的经济性分析结果表明,短程硝化工艺(包括短程硝化反硝化和短程硝化-厌氧氨氧化工艺)由于在动力费用和药剂费用上的大幅下降,所需处理成本与传统活性污泥法相比要大幅降低,其中短程硝化-厌氧氨氧化工艺所需处理成本最少,并且发现随着污染物浓度的增大,短程硝化-厌氧氨氧化工艺与其它两种工艺的处理成本之间差距更为明显,该工艺在处理高氨氮废水上的优势得以显现。