水力负荷对反硝化滤池深度脱氮效能的影响
发布时间：2021-04-10 09:52
采用反硝化滤池处理城市污水厂尾水,重点考察了水力负荷对其脱氮效能的影响。结果表明:水力负荷对反硝化滤池去除TN影响显著。在C/N值为6.0、水力负荷为3 m3/（m2·h）时,系统出水NH4+-N、TN分别为1.66、1.82 mg/L,对其去除率分别为53.43%、91.08%,出水水质可达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅴ类标准。滤池对污染物的去除主要集中在填料层090 cm的区域,对NH4+-N、NO-3-N和TN的去除分担率分别为72.73%、95.23%和83.64%。PCR-DGGE分析表明,反硝化滤池中微生物种群丰度和多样性均随填料高度呈现出先增加后降低的趋势;上层与中间层、底层的微生物种群相似度均为85.2%,中间层与底层的微生物种群相似度为80.5%,即反硝化滤池填料层中微生物种属的差异性较小。
【文章来源】：中国给水排水. 2016,32(21)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
试验装置Fig．1Schematicdiagramofdenitrificationfilter
潘?Ω汉晌?m3/(m2·h)。分析认为，由于进水NH+4－N浓度较低，主要通过微生物合成去除［7］，随着水力负荷的提高，系统中微生物量逐渐增加，使得通过合成作用去除的NH+4－N也增加。水力负荷对反硝化滤池去除硝态氮的效能影响显著。当水力负荷为1、3、5、7及9m3/(m2·h)时，反应器对硝态氮的平均去除率分别可达97．53%、99．06%、96．21%、95．36%和90．13%，反硝化速率分别为9．41、33．34、52．21、81．85和93．08mg/(L·h)。但随着水力负荷的增加，出现了NO－2－N的积累(见图2)。当水力负荷为3m3/(m2·h)时，出水NO－3－N、NO－2－N浓度均为最低;当水力负荷由5m3/(m2·h)增至9m3/(m2·h)时，由于亚硝酸盐型反硝化细菌受到较大的冲击［8］，使得亚硝酸盐反硝化过程受到影响，故出现NO－2－N的不断积累。由图2可知，水力负荷对反硝化滤池去除TN的效能影响显著。当水力负荷分别为1、3、5、7及9m3/(m2·h)时，系统出水TN平均浓度分别为2．05、1．82、2．34、2．89和4．14mg/L，去除率分别为88．22%、91．08%、88．35%、87．01%和80．49%，呈显著下降趋势。当水力负荷为3m3/(m2·h)时，出水TN浓度可达到Ⅴ类水环境标准。分析认为，当水力负荷为1m3/(m2·h)时，由于系统负荷较低，导致微生物活性较差，降解能力较弱;当系统水力负荷＞3m3/(m2·h)时，由于亚硝酸盐型反硝化细菌的反硝化过程受到冲击较大［8］，出水中NO－2－N的积累量逐渐增加，导致系统对TN的去除效能降低。图2不同水力负荷下滤池进出水氮浓度的逐日变化Fig．2ChangesofNO－3－N，NO－2－NandTNatdifferenthydraulicl
域易形成紊流，生物膜受到水流的冲击，对合成代谢产生不利影响，由此而造成该区域对NH+4－N的去除效能降低;在120～150cm高度区域内，由于接近大气，有一定的自然复氧能力，使得在该区域内DO含量相对较高，存在一定的硝化作用，故对NH+4－N的去除效能相对较高。图3最优水力负荷下滤池沿程水质变化Fig．3Changesofwaterqualityalongdenitrificationbiofilter由图3(b)可知，出水NO－3－N浓度随反应器高度的增加而减少，在填料层30、60、90、120、150cm处出水NO－3－N平均浓度分别为6．29、2．96、0．80、0．33和0．04mg/L，各区域对NO－3－N的去除分担率分别为60．53%、21．07%、13．63%、2．95%和1．82%。系统对NO－3－N的去除主要集中在0～90cm的区域，去除分担率为95．23%。同时，在0～120cm的高度区域NO－2－N产生积累，并呈先增加后减少的趋势，在填料层高度为60cm处积累量达到最大，而在滤池填料层120cm处，出水中几乎没有NO－2－N。由于填料层底部进水端有丰富的有机底物，且NO－3－N浓度高，反硝化细菌占据优势且活性较高，表现出较快的反硝化速率;同时，NO－2－N作为反硝化过程的中间产物，在0～90cm的滤层高度上出现先增加后降低的现象，随反硝化过程的完成而逐渐消失。有研究发现［9］，当有机碳源不足时，亚硝酸盐还原酶同硝酸盐还原酶争夺电子受体时处于劣势地位，在填料层底部有机碳源较为丰富，几乎没有NO－2－N积累，随着填料层高度的增加，有机碳源减少，其开始逐渐积累，且在填料层高度为60cm处积累量达到最大，之后随着NO－3－N含量逐渐降低，碳源竞争局势得到缓解，NO－2－N的积累逐渐消失。在填料层30、60、90、120?
【参考文献】：
期刊论文
[1]C/N值对序批式深床反硝化人工湿地脱氮的影响[J]. 孟红,李传松,周健,李昂,覃光旭. 中国给水排水. 2016(13)
[2]碳源对反硝化生物滤池系统运行及微生物种群影响[J]. 刘秀红,甘一萍,杨庆,李健伟,李鑫玮,邢旭. 水处理技术. 2013(11)
[3]反硝化生物滤池深度脱氮机理[J]. 孙迎雪,胡银翠,孙云祥,邵一如. 环境工程学报. 2012(06)
[4]不同性质滤料的反硝化生物滤池脱氮试验研究[J]. 郑俊,孙楠. 水处理技术. 2011(09)
[5]O/A两级生物砂滤工艺脱氮效果研究[J]. 赵靖,唐锋兵,王斌,付民. 工业用水与废水. 2011(04)
[6]污水反硝化过程中亚硝酸盐的积累规律[J]. 付昆明,曹相生,孟雪征,朱兆亮,钱栋. 环境科学. 2011(06)
[7]反硝化生物滤池的挂膜与启动[J]. 周碧波,操家顺,徐哲明. 环境科技. 2009(03)
[8]传统生物脱氮反硝化过程的生化机理及动力学[J]. 王淑莹,孙洪伟,杨庆,彭永臻. 应用与环境生物学报. 2008(05)
本文编号：3129426
【文章来源】：中国给水排水. 2016,32(21)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
试验装置Fig．1Schematicdiagramofdenitrificationfilter
潘?Ω汉晌?m3/(m2·h)。分析认为，由于进水NH+4－N浓度较低，主要通过微生物合成去除［7］，随着水力负荷的提高，系统中微生物量逐渐增加，使得通过合成作用去除的NH+4－N也增加。水力负荷对反硝化滤池去除硝态氮的效能影响显著。当水力负荷为1、3、5、7及9m3/(m2·h)时，反应器对硝态氮的平均去除率分别可达97．53%、99．06%、96．21%、95．36%和90．13%，反硝化速率分别为9．41、33．34、52．21、81．85和93．08mg/(L·h)。但随着水力负荷的增加，出现了NO－2－N的积累(见图2)。当水力负荷为3m3/(m2·h)时，出水NO－3－N、NO－2－N浓度均为最低;当水力负荷由5m3/(m2·h)增至9m3/(m2·h)时，由于亚硝酸盐型反硝化细菌受到较大的冲击［8］，使得亚硝酸盐反硝化过程受到影响，故出现NO－2－N的不断积累。由图2可知，水力负荷对反硝化滤池去除TN的效能影响显著。当水力负荷分别为1、3、5、7及9m3/(m2·h)时，系统出水TN平均浓度分别为2．05、1．82、2．34、2．89和4．14mg/L，去除率分别为88．22%、91．08%、88．35%、87．01%和80．49%，呈显著下降趋势。当水力负荷为3m3/(m2·h)时，出水TN浓度可达到Ⅴ类水环境标准。分析认为，当水力负荷为1m3/(m2·h)时，由于系统负荷较低，导致微生物活性较差，降解能力较弱;当系统水力负荷＞3m3/(m2·h)时，由于亚硝酸盐型反硝化细菌的反硝化过程受到冲击较大［8］，出水中NO－2－N的积累量逐渐增加，导致系统对TN的去除效能降低。图2不同水力负荷下滤池进出水氮浓度的逐日变化Fig．2ChangesofNO－3－N，NO－2－NandTNatdifferenthydraulicl
域易形成紊流，生物膜受到水流的冲击，对合成代谢产生不利影响，由此而造成该区域对NH+4－N的去除效能降低;在120～150cm高度区域内，由于接近大气，有一定的自然复氧能力，使得在该区域内DO含量相对较高，存在一定的硝化作用，故对NH+4－N的去除效能相对较高。图3最优水力负荷下滤池沿程水质变化Fig．3Changesofwaterqualityalongdenitrificationbiofilter由图3(b)可知，出水NO－3－N浓度随反应器高度的增加而减少，在填料层30、60、90、120、150cm处出水NO－3－N平均浓度分别为6．29、2．96、0．80、0．33和0．04mg/L，各区域对NO－3－N的去除分担率分别为60．53%、21．07%、13．63%、2．95%和1．82%。系统对NO－3－N的去除主要集中在0～90cm的区域，去除分担率为95．23%。同时，在0～120cm的高度区域NO－2－N产生积累，并呈先增加后减少的趋势，在填料层高度为60cm处积累量达到最大，而在滤池填料层120cm处，出水中几乎没有NO－2－N。由于填料层底部进水端有丰富的有机底物，且NO－3－N浓度高，反硝化细菌占据优势且活性较高，表现出较快的反硝化速率;同时，NO－2－N作为反硝化过程的中间产物，在0～90cm的滤层高度上出现先增加后降低的现象，随反硝化过程的完成而逐渐消失。有研究发现［9］，当有机碳源不足时，亚硝酸盐还原酶同硝酸盐还原酶争夺电子受体时处于劣势地位，在填料层底部有机碳源较为丰富，几乎没有NO－2－N积累，随着填料层高度的增加，有机碳源减少，其开始逐渐积累，且在填料层高度为60cm处积累量达到最大，之后随着NO－3－N含量逐渐降低，碳源竞争局势得到缓解，NO－2－N的积累逐渐消失。在填料层30、60、90、120?
【参考文献】：
期刊论文
[1]C/N值对序批式深床反硝化人工湿地脱氮的影响[J]. 孟红,李传松,周健,李昂,覃光旭. 中国给水排水. 2016(13)
[2]碳源对反硝化生物滤池系统运行及微生物种群影响[J]. 刘秀红,甘一萍,杨庆,李健伟,李鑫玮,邢旭. 水处理技术. 2013(11)
[3]反硝化生物滤池深度脱氮机理[J]. 孙迎雪,胡银翠,孙云祥,邵一如. 环境工程学报. 2012(06)
[4]不同性质滤料的反硝化生物滤池脱氮试验研究[J]. 郑俊,孙楠. 水处理技术. 2011(09)
[5]O/A两级生物砂滤工艺脱氮效果研究[J]. 赵靖,唐锋兵,王斌,付民. 工业用水与废水. 2011(04)
[6]污水反硝化过程中亚硝酸盐的积累规律[J]. 付昆明,曹相生,孟雪征,朱兆亮,钱栋. 环境科学. 2011(06)
[7]反硝化生物滤池的挂膜与启动[J]. 周碧波,操家顺,徐哲明. 环境科技. 2009(03)
[8]传统生物脱氮反硝化过程的生化机理及动力学[J]. 王淑莹,孙洪伟,杨庆,彭永臻. 应用与环境生物学报. 2008(05)
本文编号：3129426
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