脱氮污泥床串联悬浮硝化系统处理高浓度氨氮废水研究

摘要

本研究通过脱氮污泥床串联悬浮硝化系统(属分离污泥型系统) 处理高浓度氨氮废水(模拟养猪废水经固液分离机及约3天水力停留时间厌氧处理后的水质；COD= 2,010～3,610 mg/L；NH4+-N = 1,000 mg/L；TP = 115～122mg/L)的操作，是将系统后段硝化反应器的硝化出流水返送至系统前段的脱氮污泥床，并利用进流废水的有机物脱氮后，处理水再流入硝化反应器硝化。在适宜的操作条件下 (如NH4+-N负荷、Nox--N负荷、硝化出流水回流比、水力停留时间、污泥细胞停留时间)，脱氮污泥床串联悬浮硝化系统可有效地发挥硝化/脱氮能力。将系统八个试程稳定状态下的操作条件及水质、污泥浓度实验数据依质量平衡计算，悬浮硝化反应器的比硝化速率及脱氮污泥床的比脱氮速率分别为0.39～0.48mg NH4+-N/mg VSS-d 及0.18～0.30 mg Nox--N/mg VSS-d ；悬浮硝化反应器及脱氮污泥床所测得的碱度消耗量/产生量与根据化学计量式计算所得的理论值很接近，也即碱度改变量的测定极适合作为监控本串联系统的用途。脱氮污泥床在表面流速2.0m/h的操作条件下(八个试程)，床内污泥可有效达到颗粒化。 根据系统八个试程稳定状态下取出的污泥混合液置入批次反应器所做的独立批次试验结果，悬浮硝化反应器的Nitrobacter 分率和脱氮污泥床的亚硝酸盐还原酵素分率估算值分别介于0.30～0.68 及0.62～0.87之间。最后，根据动力模式模拟结果，系统的脱氮污泥床和悬浮硝化反应器出流水NH4+-N 、NO2--N 、NO3--N 浓度的模拟值以及系统NH4+-N、TN去除率的模拟值都与系统八个试程稳定状态操作下所得的实验值颇为相符，足以证明本研究提出的硝化/脱氮动力模式可被准确地用以预测系统及各反应器出流水的水质。