包埋固定化硝化污泥处理氨氮废水的过程特性
【图文】：
30.0±0.1℃,采用磁力搅拌器确保溶液充分混合.②氧传质:包埋颗粒与去离子水以1:4的体积比混合,盛满250mL的溶氧瓶,持续通入氮气2h,使包埋颗粒内部的溶解氧完全消耗,采用恒温水浴锅控制温度为(30.0±0.1℃),采用磁力搅拌器使溶液充分混合,溶解氧仪记录混合液中溶解氧的变化.1.2实验装置与测试方法初始氨氮浓度为50~400mg/L模拟废水实验在系列2.5L的SBR反应器中运行,批次进水量2L,曝气8h,静置15min后排上清液.各初始氨氮浓度条件下,分别进行单独投加颗粒、单独投加污泥,以及二者混合投加等3种体系实验,实验装置如图1所示.R1中包埋颗粒体积填充率为10%,R2、R3反应器中维持与R1反应器相同的污泥总量,MLSS分别为8000mg/L和4000mg/L.添加碳源物质维持初始COD浓度约500mg/L左右,实验水温26~30℃,溶解氧DO控制在4~5mg/L.参考文献[11],初始pH为7.5~8.5,初始碱度/氨氮比值约为11.7.各周期结束后分别测定各反应器内NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TN和COD的浓度.每组实验均设置3个平行实验.12876534R1R2R3图1实验装置图(R1.包埋颗粒体系;R2.活性污泥体系;R3.混合体系)Fig.1Theexperimentalequipment(R1.embeddedparticlessystem;R2.activatedsludgesystem;R3.mixedsystem)1.进水;2.包埋颗粒;3.活性污泥;4.出水;5.温度控制装置;6.电磁泵;7.气体流量计;8.曝气装置测试方法与仪器如下,NH4+-N:纳氏试剂光度法;NO2-N:N-(1-萘基)-乙二胺光度法;NO3-N、TN:紫外分光光度法;DO:LDO便携式溶解氧仪;pH:雷磁PHS-3C;COD:DRB200COD,DR1010COD测定仪;比表面积(BET)及孔径:SCIENTZ-10N真空冷冻干燥机、ASAP2010自动比表面积/孔径分析仪.2结果与讨论2.1包埋颗粒处理氨氮废水硝化效能分析
2994中国环境科学36卷有效扩散系数相对较低的原因,一方面受固定化载体本身理化特征的影响,另一方面由于包埋污泥非纯菌体,可能占据相对更多的扩散通道,导致传质阻力增加.2.2.2SEM及微生物特性分析分别对初始氨氮浓度为50mg/L,反应初期(第2周)和稳定期(第46周)的包埋颗粒进行SEM观察,实验结果如图8所示,反应初期包埋颗粒表面光滑,呈浅灰色,内部形成细密的网状结构;第46周,颗粒体积膨胀,呈现暗灰色,结构变得疏松,内部孔隙变大.对稳定期包埋颗粒中微生物多样性分析结果表明,颗粒内部主要分布有亚硝化单胞菌属(AOB)、硝化螺菌属(NOB),并存在一定量厌氧(兼性)菌,其中包括反硝化菌属的施氏假单胞菌.Uemoto等[6]对混合包埋的硝化菌和反硝化菌研究发现,运行一段时间后其在载体内的分布自然会发生变化,硝化菌集中于外层,反硝化菌集中于内层.a.第2周切面(初期)a′.第46周切面(稳定期)b.第2周表面(初期)b′.第46周表面(稳定期)图8包埋颗粒电镜图Fig.8SEMimageofimmobilizedparticles新鲜包埋颗粒BET比表面积为9.3786m2/g,平均孔径为79.8031;稳定期包埋颗粒比表面积为21.9319m2/g,平均孔径为107.7644;随着反应周期的增加,颗粒比表面积和平均孔径都有所提高,有利于颗粒内外进行物质交换.2.3包埋颗粒、活性污泥法与混合体系硝化性能对比2.3.1硝化与脱氮效果比较R1、R2、R3连续反应60个周期,各周期进水氨氮浓度以及出水氨氮浓度如图9所示.0100200300400500(a)氨氮的去除060/060/060/060/060IIIIIIIVV度浓mg(/L)t(周期)进水氨氮R1出水氨氮R2出水氨氮R3出水氨氮0100200300400(b)总氮的去除060/060/060/060/060IIIIIIIVV度浓mg(/L)t(周期)进水氨氮R1出水总氮R2
【作者单位】： 重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室;重庆大学低碳绿色建筑国际联合中心;
【基金】：中央高校基本科研业务费资助项目(106112014CDJZR-210010)
【分类号】：X703
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