论文部分内容阅读
高盐废水中大量的氯离子会使细菌周围环境的渗透压增大,细菌发生质壁分离,微生物的活性受到抑制,导致废水生物处理系统脱氮效果下降。以耐盐反硝化菌、耐盐硝化菌、普通耐盐菌构成的耐盐脱氮复合菌剂具有耐盐范围广、脱氮效率高、抗冲击能力强等优点,能够实现同步硝化反硝化。但其反硝化所需的最佳碳氮比为15:1,远高于普通微生物的反硝化反应需求。纤维素类固体碳源孔隙丰富、释碳速率稳定,是性能良好的碳源和生物载体。本研究以由耐盐反硝化菌、耐盐硝化菌、普通耐盐菌构成的复合菌剂和固体碳源玉米芯协同强化高盐废水的生物脱氮性能,从耐盐污泥驯化和亚硝氮积累、耦合系统启动条件的优化、C/N和底物浓度等因素对系统脱氮效果的影响等方面为固体碳源与复合菌剂构成的耦合系统的稳定运行提供理论依据和技术支撑。采用盐度阶段提升的方法进行驯化,首先在盐度为0%的条件下培养污泥,待各出水指标稳定后,按1%、2%、3%的梯度逐步提升盐度。经过70d完成耐盐污泥驯化,出水COD浓度稳定在40-60mg/L,去除率达到90%以上;出水NH4+-N浓度稳定在1mg/L以下,去除率达到96%;NO2--N的出水浓度达到50mg/L左右;NO3--N的出水浓度稳定在3-5mg/L。驯化过程中NO2--N积累问题较严重,达到50mg/L,针对驯化中NO2--N积累的问题,采用投加复合菌剂和提升进水COD浓度两种技术方案。投加少量复合菌剂经过4d后NO2--N的出水浓度降至8.32mg/L。而提升进水COD至100mg/L后经过9d NO2--N的出水浓度稳定在13.12mg/L。投加复合菌剂的效果优于提升进水COD浓度。以玉米芯为碳源和生物载体固定复合菌剂后投入SBR反应器中,构建耦合强化系统,采用四因素三水平正交试验优化系统的启动条件,优化后的结果为:C/N:15:1、初始氨氮浓度:130mg/L、固体碳源投加量:15g/L、MLSS:4500mg/L,在优化启动条件下系统的脱氮率能够达到95.97%。方差分析结果表明,C/N(RA’=6.82)对脱氮效果的影响最为显著;初始氨氮浓度(RB’=4.65)次之;MLSS(RD’=0.18)对脱氮效果有一定的影响。固体碳源投加量(RC’=0.18)影响不显著。耦合强化系统与复合菌剂强化系统脱氮性能对比研究表明,固体碳源使耦合强化系统的TN去除率提高,NO2--N积累量下降37.95%。在耦合系统稳定运行条件下,曝气6h的脱氮效果优于曝气5h。曝气时间为6h时,出水TN浓度为10.04mg/L,TN去除率为94.93%。在耦合系统稳定运行时,保持系统的C/N不变,进水浓度较低的系统更快达到稳定,当进水COD浓度为3900mg/L时,需对系统进行排泥以及补加复合菌剂等操作,才能使系统出水水质达标,且低浓度系统出水效果更好。虽然高浓度系统和低浓度系统的脱氮效果有差异,但二者都保持较高的脱氮率,说明COD和NH4+-N浓度对系统的脱氮效果影响相对较小。改变进水COD或NH4+-N的浓度来调整系统的C/N分别为15:1、8:1、5:1,考察C/N对耦合系统脱氮效果的影响。C/N由15:1降至8:1后,系统经过5个周期达到稳定,脱氮效果轻微下降,TN去除率由84.82%下降至80.62%。C/N由8:1降至5:1后,系统经过8个周期达到稳定,脱氮率下降明显,TN去除率仅为73.22%,由于碳源不足,NO2--N积累量达到15-16mg/L。