抑制剂强化亚硝化协同厌氧氨氧化工艺处理低C/N废水的试验研究

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厌氧氨氧化工艺具有能耗低、产泥量小、脱氮负荷高等优点,在处理以市政污泥液为代表的低C/N废水方面具有较好的前景,因此,关于厌氧氨氧化工艺的研究备受关注。如何快速积累大量亚硝酸盐制约着厌氧氨氧化工艺的工程化应用。课题对硝化抑制剂强化亚硝化的SBBR-UASB组合工艺处理低C/N废水进行试验研究,通过添加硝化抑制剂的方式,快速积累大量亚硝酸盐,优化SBBR-UASB组合工艺的工艺条件,为厌氧氨氧化的工程化应用提供技术依据。以低C/N废水为研究对象,将氯酸钠作为控制亚硝化进程的抑制剂,研究添加抑制剂的SBBR-UASB组合工艺处理低C/N废水的效果及工艺条件。主要研究内容包括:氯酸钠抑制剂控制的亚硝化试验研究;厌氧氨氧化工艺试验研究;部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺试验研究。试验结果表明,添加氯酸钠抑制剂能够有效缩短亚硝化反应器的启动时间,由传统的30d缩短至20d。在温度为30℃,p H值为7.5~8.0,DO=1.0mg/L,投加氯酸钠浓度为1.0mol/L,进水CODCr浓度不高于150mg/L的条件下,亚硝化反应器脱氮性能最佳,此阶段NH4+-N去除率和NO2--N累积率分别为92.61%和88.62%。当进水NH4+-N浓度为250mg?L-1时,调整反应器运行工况为进水(瞬时)-曝气(195min)-沉淀(165min)-排水(瞬时)-闲置(120min),实现匹配厌氧氨氧化的部分亚硝化工艺稳定运行。试验以污水厂厌氧硝化污泥作为接种污泥,采用常温低基质的方式经112d成功启动了UASB反应器。随后逐步提高反应器内TN容积负荷,实现反应器的稳定运行提升。各影响因素小试试验结果表明,控制温度为30℃、HRT=12h、p H值为8.0,系统脱氮性能最佳,NH4+-N、NO2--N与TN的平均去除率分别为90.69%、96.25%及87.40%。当进水CODCr浓度为50mg·L-1时,系统稳定运行且高效脱氮。分析反应器内△NO2--N/△NH4+-N及△NO3--N/△NH4+-N,发现二者与理想值均有细微偏差,表明反应器有少部分反硝化细菌与厌氧氨氧化细菌共存的现象。适应性调试后,SBBR-UASB组合系统对低C/N废水处理效果较好,稳定运行期间NH4+-N和TN平均去除率分别为为92.48%和80.26%,CODCr平均去除率88.12%。投加氯酸钠抑制剂可以快速实现亚硝酸盐的大量积累,有利于提高厌氧氨氧化的效果。抑制剂强化亚硝化的部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺在处理低C/N废水方向具有可行性,它弥补传统处理工艺的高耗低效的缺陷,对低C/N废水的处理具有重要意义。
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