低碳氮比下曝氣對反硝化過程中亞硝酸鹽積累特性的影響

胡廣寧，劉建廣，程文彬

(山東建筑大學市政與環境工程學院，山東濟南 250101)

AAO工藝是城市生活污水處理中常用的處理工藝，是國內外應用最廣泛的同步脫氮除磷工藝[1]。碳源不足仍然是污水廠面臨的主要問題[2]，外加碳源會增加污水廠處理成本，研究新型處理工藝對處理低碳污水顯得很重要，而厭氧氨氧化相對于傳統反硝化具有節省碳源和減少剩余污泥產量等優點[3]。研究指出，厭氧氨氧化(anammox)細菌普遍存在于傳統規模的市政污水處理廠[4-5]。然而，Anammox技術直接應用于污水處理廠是困難的[6]，因為Anammox細菌的豐度低，對環境條件如高溶解氧(DO)和有機碳濃度敏感。Li等[7]在西安第四污水處理廠升級改造中，通過在厭氧池和缺氧池投加填料、調整厭氧/缺氧/好氧池水力停留時間等措施成功實現了短程反硝化與厭氧氨氧化的聯合除氮。新加坡樟宜污水處理廠[8]通過短程硝化與厭氧氨氧化結合提高脫氮效率。紐約一污水處理廠[9]因厭氧氨氧化菌大量富集，脫氮效果明顯改善。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置與運行工序

1.2 試驗方法

1.3 試驗用水與接種污泥

1.4 測定項目與方法

1.4.1 測定方法

1.4.2 計算方法

反硝化所需COD計算如式(1)。

(1)

(2)

(3)

2 結果與討論

2.1 不同狀態污泥反硝化過程中碳、氮的去除特性

圖1 5個反應器運行過程中濃度變化Fig.1 Variation of and CODCr Concentration during the Operation in Five Reactors

3#反應器去除氮所需的CODCr為89 mg/L，實際消耗CODCr為145 mg/L，差值CODCr為56 mg/L，應是被其他異養細菌利用進行細胞增殖。4#反應器去除氮所需的CODCr為99 mg/L，實際消耗的CODCr為150 mg/L，差值CODCr為51 mg/L。5#反應器去除氮所需的CODCr為94 mg/L，實際消耗的CODCr為150 mg/L，差值CODCr為56 mg/L。多消耗的CODCr應是被其他異養細菌利用進行細胞增殖， 5種污泥狀態細胞增殖消耗CODCr都在55 mg/L左右，因此，細胞增殖所消耗的氮的濃度應約為1.4 mg/L。

表比還原速率對比Tab.1 Comparison of Specific Reduction Rates

表2 亞硝酸鹽轉化率(NTR)對比Tab.2 Comparison of Nitrite Transformation Rates (NTR)

圖2 NAR對比Fig.2 Comparison of NAR

表3 反應器的比還原速率對比Tab.3 Comparison of Specific Reduction Rates in Reactor

2.2 低C/N下活性污泥的反硝化效果及積累特性

圖3 不同C/N的曝氣與未曝氣反應器運行過程中 濃度變化對比Fig.3 Comparison of and CODCr Concentrations during the Operation of Different C/N Aeration and Non-Aeration Reactors

表4 不同C/N的曝氣與未曝氣反應器運行過程中 比還原速率對比Tab.4 Comparison of Specific Reduction Rates during Operation of Different C/N Aeration and Non-Aeration Reactors

圖4 NAR對比Fig.4 Comparison of NAR

表5 NTR對比Tab.5 Comparison of NTR

3 結論

表比還原速率對比Tab.6 Comparison of Specific Reduction Rates