论文部分内容阅读
单级自养脱氮工艺是一种新型生物脱氮工艺，在同一个反应器内完成氨氮到N2的转化，以实现对污水中氨氮的去除，在处理低C/N高氨氮废水方面具有简易、高效、能耗低等优点。然而单级自养脱氮系统中较高的氨氮、较高的pH值、较低的DO、较低的C/N可能使得系统N2O排放风险高。本论文在维持单级自养脱氮系统较高脱氮效率的前提下，探讨了曝气方式、DO浓度、进水C/N、碳源形式、氨氮浓度对系统N2O排放的影响，并通过批式试验探讨了系统N2O排放来源。在氨氮浓度小于360mg/L时，进水不含有机碳源的1和2号反应器总氮去除率达到80%以上，进水含有机碳源的3号和4号反应器总氮去除率达到90%以上，4组反应器均能获得较好的脱氮效果。4组SBBR单级自养脱氮反应器的N2O累积排放量介于2.51mg82.72mg，N2O转化率介于0.236%3.33%。连续曝气的1号反应器和间歇曝气的2号、3号、4号反应器的试验结果表明，SBBR单级自养脱氮系统N2O的排放主要来自曝气段，停曝段N2O排放量几乎为零。曝气方式对SBBR单级自养脱氮系统N2O累积排放量和N2O转化率的影响不大，但对系统N2O排放特征影响较大。在一个运行周期内，连续曝气的1号反应器N2O累积排放量持续增加，N2O平均排放速率和溶解态N2O浓度为先升高至最大值，之后持续下降。间歇曝气的2号反应器N2O排放量主要来自曝气段，N2O累积排放量在曝气段增加，停曝段出现平台期。N2O平均排放速率和溶解态N2O浓度整体呈现出先升高后降低的趋势，且随着曝气和停曝而交替变化。DO浓度对SBBR单级自养脱氮系统N2O的排放有影响。不同DO浓度条件下，1号和2号反应器N2O累积排放量和转化率随着DO浓度的降低而逐渐缓慢降低。单级自养脱氮系统通过降低系统DO浓度，降低了系统氨氮降解速率，可以减少系统亚硝氮的累积，减少系统N2O的排放。进水C/N对SBBR单级自养脱氮系统N2O的排放有显著影响。系统进水C/N从0.33提高到0.67和1.0时，3号反应器N2O累积排放量和N2O转化率表现为先降低后升高。当进水氨氮浓度约为360mg/L时，C/N为0.67时，系统N2O的排放量较低。不同碳源对SBBR单级自养脱氮系统N2O的排放影响较大。与不含有机碳源相比，进水含有机碳源的系统，其出水硝态氮浓度降低，系统总氮去除率增加，N2O累积排放量明显减少。在进水氨氮浓度约为360mg/L时，进水不含有机碳源的2号反应器，进水含葡萄糖的3号反应器，进水含乙酸钠的4号反应器N2O累积排放量和转化率的关系为2号>3号>4号。表明进水有无有机碳源以及所含有机碳源种类不仅影响系统的脱氮性能，而且有利于减少系统N2O的排放量。进水氨氮浓度对SBBR单级自养脱氮系统N2O的排放有显著影响。系统进水氨氮浓度从140mg/L提升到240mg/L和360mg/L时，1号和2号反应器N2O转化率分别为1.36%，2.23%，3.21%和1.49%，2.36%，3.33%，均出现了明显增加。SBBR单级自养脱氮系统进水氨氮浓度的提高，增加了系统内亚硝氮和自由氨的浓度，增加了系统N2O的排放。批式试验结果表明，以氨氮浓度为360mg/L，C/N为0.67，进水含有葡萄糖的3号反应器的生物膜作为批式试验的污泥，其AOB反硝化过程产生N2O，反硝化过程可以消耗利用N2O。以氨氮浓度为360mg/L，C/N为0.67，进水分别含有葡萄糖和乙酸钠的3号和4号反应器的生物膜作为污泥的反硝化过程，可以消耗利用高浓度N2O，并且以乙酸钠为有机碳源消耗N2O的量高于以葡萄糖为有机碳源消耗的。论文研究结果可为维持SBBR单级自养脱氮系统较高的脱氮性能，减少系统N2O的排放提供理论支撑。