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SBR-BAF 组合工艺好氧反硝化脱氮 ＊ 王宝沂 黄少斌 华南理工大学环境科学与工程学院, 广州 510641 摘要 采用一套由SBR 反应器和一个内部填充多孔蜂窝陶瓷填料的生物滤池 BAF 构成的组合系统, 研究了不同碳 氮比 , 不同入口硝酸根浓度和 CODCr及低温时溶解氧对于该系统反硝化效果的影响。 结果表明, 系统在有溶解氧时仍 有较好的反硝化效果和 CODCr去除率, 在15 ℃低温下, 通入 2. 0 mg L 的溶解氧也可使系统具有良好的反硝化效果。 关键词 SBR -BAF 组合工艺 碳氮比 硝酸根 温度 溶解氧 反硝化 ＊国家自然科学基金资助项目 20277009 0 引言 近年来 ,水污染治理中, 生物脱氮被认为是一种 最为经济有效的脱氮方法, 因此在过去的 20 多 a 中 得到了快速的发展。近年来, 发现某些细菌能够同时 呼吸氧气和亚硝酸盐或硝酸盐 ,一个被称为好氧反硝 化的生物化学过程已逐渐被接受 [ 1] 。 高速反硝化在国内研究比较少 。本研究建立了 一个生物反应滤塔, 微生物生长在滤池中的填料上 面,所以可以达到很高的微生物浓度, 因此它的水力 负荷和抗冲击负荷能力都很强 ,可以很好的适应那种 负荷不稳定,变化比较大的废水的处理。而且 ,这种 反应器还有结构简单 ,安装快捷,控制容易,运行成本 低等优点 。在反硝化阶段由兼性异养细菌在厌氧或 者好氧条件下, 将 NO - 3- N 和 NO - 2- N 还原为 N2排入 大气中 ,从而达到完全脱氮的目的 [ 2,3] 。同时, 微生物 的自身增殖繁殖也会利用一部分氮源来合成自身生 长所必需的物质 。本试验的目的在于研究碳氮比 ,温 度,硝酸根和 CODCr负荷在有氧条件下对所建立的这 套生物脱氮体系的反硝化效果的影响。 1 材料和方法 1. 1 试验用水及微生物 本试验所用的水为人工配制, 在蒸馏水中加入一 定量的外加碳源 乙醇 、 葡萄糖 、 醋酸钠 , 氮源 硝酸 钾1 g L ,氯化钠 1 g L , 一定量的微量元素 [ 4] 以及 由磷酸氢二钾 1 g L 和磷酸二氢钾 0. 5 g L 组成的 缓冲溶液 。 试验所采用的微生物为实验室原来所保存的微 生物, 取一定量的微生物在30 ℃下的恒温培养箱中 培养 , 待微生物的活性恢复后 , 再接种在 SBR 中循 环,然后通过计量泵由 BAF 上部进入反应器中 ,出水 再回流至储水池中, 当储水池中的碳源氮源等营养物 质消耗完后 ,换 1 瓶新的培养液 ,经过 5 周的循环培 养后 ,整个系统达到稳定状态 。 1. 2 试验装置及运行 试验装置如图 1,主要由SBR和BAF 的组合工艺 构成 ,SBR体积为 1 L ,BAF 由有机玻璃做成 ,内填充 多孔蜂窝陶瓷填料 孔隙率为 55 , 内径 80 mm, 总 长500 mm, 壁厚 10 mm ,反应器总体积约为 2. 5 L 。反 应器上下两端各留有 50mm 作为缓冲段 ,中间填料层 高度为400 mm ,填料层堆积空间为 2 L 。 整个系统达到稳定状态后 ,在 SBR池加入 1 L 配 置水, 由于整个装置为一套循环系统, 其中绝大部分 的微生物生长在 BAF 池中, 因此将 SBR 池中的微生 物及原有的营养盐全部换掉对于维持整个系统的稳 定运行并没有太大的影响 。然后定时从 SBR 池中取 一定量的水样分析。 1质量流量计 MPC ; 2计量泵; 3气体缓冲瓶; 4恒温水浴锅; 5蜂窝陶瓷填料; 6生物滤池 BAF ; 7SBR 池。 图1 试验装置 2 试验结果与讨论 2. 1 碳氮比对于反硝化过程的影响 2. 1. 1 碳氮比为 1∶ 1时的好氧反硝化试验 以醋酸钠为碳源 ,研究了 4 种溶解氧条件下的反 10 环 境 工 程 2006年 10 月第 24卷第 5 期 硝化过程, 在不同 DO 下, 反硝化效果有所不同, DO 为3. 0mg L 和4. 0 mg L 时反硝化效果较好, 在30min 时不同 DO 下的硝酸根离子去除率达 84以上。而 DO 为 0. 5 mg L 和 1. 0 mg L 时反硝化效果变化不大, 表明在低溶解氧条件下对反硝化菌活性影响不明显, 但并不影响反硝化进程的进行。这可能是由于整个 系统微生物丰富 ,厌氧,好氧及兼性菌共存的原因 。 2. 1. 2 碳氮比为 2∶ 1时的好氧反硝化试验 采用醋酸钠为外加碳源, DO 仍然维持在 0. 5、 1. 0、 2. 0、 3. 0、4. 0 mg L 5 个水平, 采用碳氮比为 2∶ 1 时,进行反硝化试验。其反硝化速度与前碳氮比为 1∶ 1时类似 。15 min 时 DO 为 3. 0 mg L 和 4. 0 mg L 时 有较明显的去除效果 ,随着时间推移,1 h 后硝酸根去 除率可达 99 以上。表明该系统有效好的耐冲击负 荷能力和硝酸根去除效果 。 2. 2 入口硝酸根浓度对于反硝化过程的影响 采用醋酸钠做碳源研究入口硝酸根浓度和 CODCr增加时不同 DO 值对于反硝化效果的影响, 把 试验所采用的碳氮比仍固定在 1∶ 1,即同时提高了硝 酸根和 CODCr的负荷 , 研究了在 DO 为 0. 5、1. 0、2. 0、 3. 0、4. 0 mg L 时 反 硝 化 的 效果 。 入口 CODCr为 1 300 mg L ,在好氧条件下反应 1 h 后的 CODCr去除率 可达 67. 6 以上。DO 为 2. 0 mg L 时0. 5 h后硝酸根 去除率为 76,1 h 后的 CODCr去除率达 69. 4 。 2. 3 低温对于好氧反硝化过程的影响 由前面的试验结果可知, 采用醋酸钠做碳源, 在 有溶解氧条件下 ,增大碳氮比及进水硝酸根和 CODCr 负荷时该系统仍有较好的反硝化效果 。而传统的厌 氧反硝化过程的适宜温度范围在 20 ～ 40 ℃ [ 5] 。因此 研究了在15 ℃时好氧反硝化的效果 。试验结果如 图2 、 图 3所示。 从图 2 看出低温时系统仍有一定的反硝化效果。 在提高DO 时对促进反硝化有明显效果, 可使入口达 320 mg L 的硝酸根在 1 h 后迅速反硝化 , 去除率达 97. 5。而 1 h 后的CODCr去除率可从厌氧的 58. 7 提高到好氧的 66. 5。DO 为 2. 0 mg L 可保持较好 的低温反硝化效果, 而DO 为 4. 0 mg L 时则可能因含 氧量过高而对反硝化菌有抑制作用 。 3 结论 1 由于本试验装置内部填充有多孔蜂窝陶瓷填 料,比表面积很大,具有多孔结构, 使得系统的微生物 图 2 15 ℃下的好氧反硝化脱氮曲线 图 3 15 ℃下的好氧反硝化 CODCr去除曲线 的种类非常丰富 。耐负荷能力强,具有快速的兼性及 好氧反硝化效果 。对国内反硝化脱氮工艺有参考 价值 。 2 适宜好氧反硝化的 DO 值为 2. 0 mg L 。DO 过 高则不经济 。 3 传统的厌氧反硝化适宜温度范围为 20 ～ 40 ℃,本系统在15 ℃低温下在 DO 为 2. 0 mg L 时可 明显提高反硝化效果和 CODCr去除率 。有实用意义 。 参考文献 [ 1] 赵宗升, 刘鸿亮, 李炳伟等. 高浓度氨氮渗滤液高效脱氮途径. 中国给水排水, 2001, 17 5 , 24-28. [ 2] Ferguson S. J. . Denitrification andits control . Antonie van Leeuvenhoek 1994, 66 89 -110. [ 3] H. Rahmani, J. L. Rols, B. Capdeville , et. al. Nitrite Removal by a FixedCulture in a Submerged Granular BiofilterWater Research, 1995, 29 7 1745 -1753. [ 4] U. Welander, B. Mattiasson. Denitrification at low temperatures using a suspended carrier biofilm process. Water Research, 2003, 37 10 2394 -2398. 作者通讯处 黄少斌 510641 广州市 华南理工大学化学科学学院 电话 020 87113030 E -mail chshuang scut . edu. cn 2005- 11-23 收稿 11 环 境 工 程 2006年 10 月第 24卷第 5 期 TREATMENTOFMID -STAGEWASTEWATEROFPAPER -MAKINGBYCARROUSEL OXIDATION DITCHYan Xinping Teng Hongwen7 Abstract It was introduced the design of treating mid-stage wastewater of paper -making in a paper -mill using Carrousel oxidation ditch, its running condition, the existing problems and the suggestions on them. Keywords Carrousel oxidation ditch, activated sludge and mid -stage wastewater NITROGEN REMOVAL BY AEROBIC DENITRIFICAITON WITH SBR -BAF PROCESS Wang Baoyi Huang Shaobin 10 Abstract It is experimentally studied the influence of C N ratio, higher nitrate radical and CODCr, low temperature under aerobic condition on denitrification by a SBR and a biofilm-filter filledwith porous honeycomb ceramics. The results show that DO has great effect on denitrification efficiency of this system model, The result also illustrates that the aerobic denitrification efficiency is quite well even at a low 15 ℃ temperature with DO2. 0 mg L as comparing with anaerobic dinitrification. Keywords SBR -BAF, nitrate radical, C N ratio, temperature, DO and denitrification TEST AND PROJECT PRACTICE ON TREATMENT OF HIGH NH3-N AND CO CONTAINING WASTEWATER WITH BREAK POINT CHLORINATION Song Weifeng Luo Dingfa Wang Xiaowu et al 12 Abstract High NH3-N concentration wastewater from non -ferrous chemical metallurgy isvery difficult to treat. Its NH3-N concentration and salinity are very high and is very hard to use biological technology . Breakpoint chlorination treatment is employed to treat the true wastewater in laboratory scale, according to the experimental results and parameters, a project is conducted, the main pollutantsin the effluentmeet the second -order of the national effluent standards. Finally , the matters needing attention during the project design are summarized. Keywords break point chlorination, high NH3-N containing wastewater, project practice and experimental study TREATMENT OF CHINESE TRADITIONAL PHARMACY WASTEWATER BY BIOFILTRATION OXYGENATED REACTOR BIOFORZhu Lehui Gu Rui Zhu Zhongbang 14 Abstract One stage biological filtration oxygenated reactor BIOFORwas used to treat Chinese traditional pharmacy wastewater which was mixedwith some domestic wastewater. One -year -operating data revealed that when the concentrations of CODCr, BOD5, SS of the influent were respectively 500 mg L, 230 mg L, 250mg L, the volume loading of BOD5was4. 1 kg m3d, and the gas-water ratio was 6. 6∶ 1. Only inwinter, the effluent CODCrwasoccasionally above 60 mg L, others were generally lessthan 50mg L. The water quality of finaleffluentmeets the first -order of Integrated Wastewater Discharge Standard GB8978 -1996. Keywords biological aerated filter, BIOFOR and pharmacy wastewater BENEFIT ANALYSIS OF TAKING SECONDARY EFFLUENT AS LANDSCAPE RUNOFF SOURCE AND COOLING WATERZhou Lǜ Huo Zhenyuan Gan Yiping et al 16 Abstract Gaobeidian Lake, as an ornamental water body in eastern Beijing, is supplied by the secondary effluent from Gaobeidian Wastewater Treatment Plant. Meanwhile the lake is also the cooling water source for the power plant. Intensive survey of water quality and preponderant algae show the lake has good aesthetics appearance, water bloom isunder the active control, and the water quality meets cooling water use, considering effective reclamation for the power plant, some suggestion is offered. Keywords wastewater treatment plant, secondary effluent, reclamation, ornamental water body and cooling water APPLICATION OF ECOTYPIC STABILIZATION POND SYSTEM IN MUNICIPAL WASTEWATER TREATMENTLiu Rupeng Yu Shuili Wang Quanyong 19 Abstract Application of ecotypic stabilization pond system in Dezhou municipal wastewater treatment was presented, with an emphasis on engineering design parameters and characteristics of the design. Keywords stabilization pond, wastewater treatment and engineering design SEWAGE TREATMENT TECHNOLOGY OF LAZARETTOWu Beigen Yu Zhiyong 21 Abstract According to the characteristics of waste water of lazaretto, a process of disinfectionaerobic bio -contact oxidationdisinfection was adopted to treat the sewage of Yangquan SAR S Hospital. Operation results showed that all the indsof the effluent could meet the first -order of“ National Overall Discharge Standard of Sewage” , thus obtaining good environmental and economic benefits. Keywords lazaretto, bio -contact oxidation, disinfection and chlorine dioxide TESTOFCHARACTERISTICSOFANAEROBIC -AEROBICBIOLOGICALFILTERFOR MUNICIPAL WASTEWATER TREATMENTFang Junhua He Qiang Xu Jianbin et al 23 2 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24, No. 5,Oct. , 2006