序批式反硝化法深度处理高硝态氮废水技术研究
发布时间：2020-03-21 01:22
【摘要】：针对光伏废水中高浓度硝态氮去除的问题,本文采用间歇式反硝化法对光伏废水进行处理。设置连续流反硝化装置作为对比,证明间歇式反硝化法处理高硝态氮废水的高效性;采用高通量测序技术,比较两组装置从驯化前到最高硝态氮浓度运行稳定后微生物群落结构的变化及差异,鉴别优势菌属,从微生物角度阐明间歇式反硝化法处理高硝态氮废水的高效性;对间歇式反硝化出水联用连续流AO工艺进行深度处理,使处理出水水质符合《电子工业污染物排放标准》规定的排放标准,确定一套光伏废水达标处理工艺。主要研究结论如下:(1)碳源三段等量投加的间歇式反硝化装置比连续流反硝化装置对高硝态氮废水具有更好更稳定的处理效果。进水硝态氮浓度为300mg/L左右时,间歇式反应器对硝态氮和亚硝态氮的总去除率比连续流反应器高5.76%;进水硝态氮浓度为600mg/L左右时,间歇式反应器对硝态氮和亚硝态氮的总去除率比连续流反应器高17.89%;进水硝态氮浓度为900mg/L左右时,间歇式反应器对硝态氮和亚硝态氮的总去除率比连续流反应器高24.98%;进水硝态氮浓度为1200mg/L左右时,间歇式反应器对硝态氮和亚硝态氮的总去除率比连续流反应器高26.3%;进水硝态氮浓度为1500mg/L左右时,间歇式反应器对硝态氮和亚硝态氮的总去除率比连续流反应器高28.83%。(2)碳源三段等量投加的间歇式反硝化装置比连续流反硝化装置对高硝态氮废水处理出水具有更低的亚硝态氮累积率。进水硝态氮浓度为300mg/L左右时,间歇式反应器出水亚硝态氮累积率比连续流反应器低1.91%;进水硝态氮浓度为600mg/L左右时,间歇式反应器出水亚硝态氮累积率比连续流反应器低2.55%;进水硝态氮浓度为900mg/L左右时,间歇式反应器出水亚硝态氮累积率比连续流反应器低3.17%;进水硝态氮浓度为1200mg/L左右时,间歇式反应器出水亚硝态氮累积率比连续流反应器低4.8%;进水硝态氮浓度为1500mg/L左右时,间歇式反应器出水亚硝态氮累积率比连续流反应器低6.31%。(3)间歇式反硝化法处理高硝态氮废水的最佳C/N为3.5,最佳水力停留时间为10h,碳源三段等量投加的处理效果优于一段、二段等量投加。在最佳工况条件下运行,间歇式反硝化装置处理高硝态氮废水时对硝态氮和亚硝态氮的总去除率始终在85%以上,且对外加碳源的利用率始终在77%以上,既高效去除硝态氮也避免了出水COD过高。(4)间歇式反硝化法处理高硝态氮废水的高效性主要体现在优势菌群更突出。驯化污泥取自生活污水处理厂,微生物群落多样性丰富,随着反硝化反应的进行,不能适应的菌群受到抑制逐渐被淘汰,适应菌群则逐渐成长为间歇式反硝化法处理高硝态氮废水反应中的优势菌群。在间歇式反硝化系统中,第一优势菌群变形菌门(Proteobacteria)占比高达83.2%,而连续流反硝化系统中变形菌门占比则为58.56%,驯化前的其它优势菌群则逐渐减少乃至消失。分析原因为:间歇式反硝化系统进水硝态氮浓度以及有机物浓度处于动态变化中,可以更好地对系统内微生物进行优势菌群筛选;此外间歇式反硝化系统因间歇运行的特点,需要定期暂停使泥水分离,使污泥保持着良好的絮凝性。(5)光伏废水达标处理工艺为:间歇式反硝化法联用连续流AO工艺。间歇式反硝化法联用连续流AO工艺对光伏废水具有良好的深度处理效果,最终出水COD、NH4+-N、TN均符合排放标准。对300mg/L硝态氮浓度光伏废水,间歇式反硝化联用连续流AO工艺处理出水符合《电子工业污染物排放标准》规定的直接排放标准;对600mg/L、900mg/L、1200mg/L、1500mg/L硝态氮浓度光伏废水,间歇式反硝化联用连续流AO工艺处理出水符合《电子工业污染物排放标准》规定的间接排放标准。
【图文】：
２．１材料与方法逡逑２．１．１实验装置逡逑本实验设置两根有机玻璃柱为一组对照组，实验装置如图２．１所示，记为１号柱和２逡逑号柱，１号柱为间歇式反硝化装置，２号柱为连续流反硝化装置。逡逑振拌机逦损拌机逡逑进水口逡逑Ｎｒ－＂１逦ＣＺＺＩ］逦Ｉ逦Ｉ逡逑出水口逡逑—ｗ逦—逦￣￣１邋ｙ邋ｉ－ｍｉ逡逑逦ｃ逦逦逡逑Ｍ—逡逑出水口逦进水口逡逑蝶动泵逦ｃ逡逑ｆ逦污泥回滴逡逑Ｃ邋３逦Ｃ３逦］逦〈￣￣Ｑ￣逡逑逦邋今一ａ￣￣Ｉ逦４１动泵逡逑Ｉ逦Ｉ逦嚍动泵逦Ｉ逦Ｉ逦逦Ｉ逦Ｉ逡逑间式装]（１号柱）逦连续流装Ｓ邋（２号柱）逡逑图２．１实验装置示意图逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ邋ｄｅｖｉｃｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑实验所用两根有机玻璃柱完全相同，直径为ｌ0ｃｍ，，柱高１００ｃｍ，有效容积为５Ｌ。间逡逑歇式反硝化装置由１根有机玻璃柱、１台搅拌机、丨台蠕动泵、１个定时器组成，设定进水、逡逑搅拌、静置、出水为一个运行周期，各阶段均由定时器控制开始。连续流反硝化装置由１逡逑
Ｃ／Ｎ＝３：邋１，邋Ｃ／Ｎ＝３．５：邋１，邋Ｃ／Ｎ＝４：邋１，即投加碳源邋ＣＯＤ邋浓度分别为邋９６０ｍｇ／Ｌ、１１２０ｍｇ／Ｌ、逡逑１２８０ｍｇ／Ｌ。两组装置在不同Ｃ／Ｎ比条件下均运行一周至稳定，其余所有工况保持一致。逡逑运行结果如图２．２与图２．３所示。逡逑６０邋１逦逦逦邋９０逡逑Ｃ／Ｎ＝３：１逦Ｃ／Ｎ＝３．５：ｌ逦Ｃ／Ｎ＝４：ｌ逡逑？逦厶－／邋＇＇Ａ逦？逡逑５５邋－逦／逦＼逦Ｖ邋ＶＶＶ邋－邋８８逡逑翅４５邋■邋ｓ邋？逦思逡逑＊１．逦：逦－|ゅ义稀觯常冲危濉鲥危垮危妫鲥危渝义希斟澹
本文编号：2592508
【图文】：
２．１材料与方法逡逑２．１．１实验装置逡逑本实验设置两根有机玻璃柱为一组对照组，实验装置如图２．１所示，记为１号柱和２逡逑号柱，１号柱为间歇式反硝化装置，２号柱为连续流反硝化装置。逡逑振拌机逦损拌机逡逑进水口逡逑Ｎｒ－＂１逦ＣＺＺＩ］逦Ｉ逦Ｉ逡逑出水口逡逑—ｗ逦—逦￣￣１邋ｙ邋ｉ－ｍｉ逡逑逦ｃ逦逦逡逑Ｍ—逡逑出水口逦进水口逡逑蝶动泵逦ｃ逡逑ｆ逦污泥回滴逡逑Ｃ邋３逦Ｃ３逦］逦〈￣￣Ｑ￣逡逑逦邋今一ａ￣￣Ｉ逦４１动泵逡逑Ｉ逦Ｉ逦嚍动泵逦Ｉ逦Ｉ逦逦Ｉ逦Ｉ逡逑间式装]（１号柱）逦连续流装Ｓ邋（２号柱）逡逑图２．１实验装置示意图逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ邋ｄｅｖｉｃｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑实验所用两根有机玻璃柱完全相同，直径为ｌ0ｃｍ，，柱高１００ｃｍ，有效容积为５Ｌ。间逡逑歇式反硝化装置由１根有机玻璃柱、１台搅拌机、丨台蠕动泵、１个定时器组成，设定进水、逡逑搅拌、静置、出水为一个运行周期，各阶段均由定时器控制开始。连续流反硝化装置由１逡逑
Ｃ／Ｎ＝３：邋１，邋Ｃ／Ｎ＝３．５：邋１，邋Ｃ／Ｎ＝４：邋１，即投加碳源邋ＣＯＤ邋浓度分别为邋９６０ｍｇ／Ｌ、１１２０ｍｇ／Ｌ、逡逑１２８０ｍｇ／Ｌ。两组装置在不同Ｃ／Ｎ比条件下均运行一周至稳定，其余所有工况保持一致。逡逑运行结果如图２．２与图２．３所示。逡逑６０邋１逦逦逦邋９０逡逑Ｃ／Ｎ＝３：１逦Ｃ／Ｎ＝３．５：ｌ逦Ｃ／Ｎ＝４：ｌ逡逑？逦厶－／邋＇＇Ａ逦？逡逑５５邋－逦／逦＼逦Ｖ邋ＶＶＶ邋－邋８８逡逑翅４５邋■邋ｓ邋？逦思逡逑＊１．逦：逦－|ゅ义稀觯常冲危濉鲥危垮危妫鲥危渝义希斟澹
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