好氧亞硝化顆粒污泥工藝及其N2O釋放的研究.pdf

1、N2O是一種重要的溫室氣體，它的溫室效應(yīng)是CO2的300倍左右。已證實污水生物脫氮是N2O產(chǎn)生的重要途徑之一。而一些具有經(jīng)濟性優(yōu)勢的新型生物脫氮工藝卻可能產(chǎn)生高于傳統(tǒng)脫氮工藝的N2O量。本課題針對高氨氮廢水亞硝酸型脫氮工藝大量產(chǎn)生和排放N2O的問題，提出了一種新型的好氧亞硝化顆粒污泥-分步進水SBR工藝(SFSBR)。
　　 實驗以亞硝化活性污泥作為接種污泥、以低碳高氨氮廢水為基質(zhì)，同時運行傳統(tǒng)SBR(R1)和SFSBR(R2)

2、。探究SFSBR中實現(xiàn)好氧顆粒污泥亞硝化的可行性;考察不同模式下顆粒污泥理化特性、污染物去除效能、降解規(guī)律和降解動力學(xué)、N2O產(chǎn)生情況，并結(jié)合化學(xué)抑制批式試驗研究N2O的主要來源。明確SFSBR中顆粒污泥穩(wěn)定運行、亞硝化穩(wěn)定維持和N2O減量化的關(guān)鍵工藝條件，對于新工藝更好的實際應(yīng)用并實現(xiàn)節(jié)能減排具有重要的意義。研究結(jié)果表明:
　　 (1)SFSBR在顆粒培養(yǎng)馴化方面具有優(yōu)勢。最初的微小顆粒出現(xiàn)于反應(yīng)器運行33天(R1)和50天(

3、R2)左右時。前期R1中的顆粒要優(yōu)于R2，但隨著沉降時間的縮短、曝氣量提高等條件的改變，R2的顆?；潭仍絹碓礁撸饾u超過R1并十分穩(wěn)定。R1中形成的顆粒粒徑要小于R2，平均粒徑約1mm,而R2可達2～3mm，且邊界清晰，形狀規(guī)則，結(jié)構(gòu)致密。
　　 (2)SFSBR中能夠?qū)崿F(xiàn)好氧顆粒污泥亞硝化脫氮，且脫氮性能好。R1和R2的TN去除最高分別可達到75％和95％。在進水NH4+-N濃度相同的條件下，R1和R2在全程硝化狀態(tài)下氨氮降

4、解速率均略高于相應(yīng)的短程硝化狀態(tài)，亞硝氮的轉(zhuǎn)化速率則明顯高于短程硝化時期的速率。說明在短程狀態(tài)下，NOB活性不如全程狀態(tài)時。在調(diào)整運行條件時系統(tǒng)的脫氮性能通常會受到一定影響，但恢復(fù)較快。只有儲存后的污泥性能恢復(fù)較慢，R1比R2的性能恢復(fù)容易些，可能與R2中缺氧-好氧交替頻繁造成的環(huán)境擾動有關(guān)。
　　 (3)在顆粒污泥儲存之前R2的反硝化性能要優(yōu)于R1，缺氧階段TN去除速率基本在7mg/gSS·h以上，而R1最高時才能達到7mg/

5、gSS·h。經(jīng)過儲存之后，R2中污泥活性恢復(fù)的能力不如R1，但是恢復(fù)之后仍有很好的硝化及反硝化性能，并且能夠維持較長時間的短程硝化。短程硝化的穩(wěn)定維持需要逐漸提高進水氨氮濃度。
　　 (4)N2O的釋放主要發(fā)生在好氧階段，缺氧階段的釋放量極少。溶解態(tài)的N2O比例很低，且只是暫時性出現(xiàn)在反應(yīng)器混合液中，其最終形態(tài)或是氣態(tài)釋放，或是發(fā)生硝化反硝化降解，對于N2O的凈產(chǎn)量基本沒有影響，可以忽略。對于R1和R2，短程硝化過程釋放的N2O

6、都高于全程硝化時期，R1中各為2.09和0.89mg/(gMLSS·cycle)，R2中為0.12和0.10mg/(gMLSS·cycle)。同時可看出，R2中的N2O釋放水平明顯低于R1，N2O-N占TN去除量的比例也相差3～10倍。表明SFSBR確實具有減量N2O的潛勢。
　　 (5)關(guān)于N2O的產(chǎn)生來源，根據(jù)化學(xué)抑制試驗的結(jié)果分析，主要是同步硝化反硝化，這與好氧顆粒污泥中微生物群落特殊的分層結(jié)構(gòu)密切相關(guān);另外AOB的反硝化