渗滤液MBR+NF出水中NO3-及总氮处理研究

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垃圾渗滤液目前普遍采用MBR+NF工艺进行处理,实际工程运行中由于工艺流程或参数不合理,处理出水经常出现以NO3--N为主的总氮超标问题,因此需要对出水进行深度脱氮反硝化处理。本课题在调研垃圾渗滤液MBR+NF出水水质基础上,分别采用SBR法和生物滤池组合工艺来实现总氮达标,着重考察两种方法的影响因素、处理效能和反硝化动力学。采用SBR法确定了垃圾渗滤液MBR+NF出水反硝化最佳工艺条件及反硝化动力学。结果表明,进水NO3--N浓度为130-150 mg/L时,把乙酸作为外加碳源,C/N比4.4、初始p H为7.5、温度在25℃以上、污泥浓度3000 mg/L时,反硝化效果最好。SBR反硝化过程符合一级反应动力学方程。为进一步提高反硝化效能,使垃圾渗滤液MBR+NF出水总氮和有机物达标排放,采用生物滤池组合工艺(反硝化滤池+碳氧化池),以3-5 mm陶粒作为反应器填料、乙酸为碳源,确定适宜的运行条件。结果表明,HRT=12 h、初始p H为4.5-8.0、温度为10-30℃、进水NO3--N浓度为50-400 mg/L,NO3--N去除率均能达到98%以上。高、低NO3--N浓度下反硝化动力学研究表明,零级反应动力学方程适宜描述高NO3--N浓度下反硝化过程,而低NO3--N浓度下反硝化过程则符合一级反应动力学。生物滤池组合工艺的微生物群落多样性和结构分析表明,生物滤池从接种污泥到稳定运行过程中,菌群种类明显减少。在门水平上,反硝化滤池中变形细菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、螺旋体门(Spirochaetes)比例明显提高;碳氧化滤池变形细菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)比例明显提高,这些新增菌群提高了系统反硝化能力、抗冲击能力。在属水平上,反硝化滤池中索氏菌属(Thauera)、拉布伦茨氏菌(Labrenzia)、脱硫微菌(Desulfomicrobium)、固氮捲菌属(Azonexus)比例显著增加,这些菌属都常见于反硝化反应中。碳氧化池中索氏菌属(Thauera)、Roseibacillus、Stappia、Aridibacter比例显著增加,Stappia是与好氧反硝化相关的属,Aridibacter为反硝化细菌,说明碳氧化滤池中微生物不仅存在降解有机物反应,也存在反硝化反应。
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