三級生物膜深度處理腈綸廢水生化出水的脫氮研究
摘要：針對腈綸廢水生化出水用傳統脫氮工藝深度脫氮時碳源不足的問題,采用三級生物膜反應器作為深度處理裝置,研究了反應器的啟動及進水pH、水力停留時間(HRT)、進水氨氮(NH4+-N)濃度對NH4+-N去除率的影響并確定其最佳運行條件及最佳條件下總氮(TN)的去除效果。結果表明,在HRT為24h,進水pH為7.8~8.0條件下反應器對NH4+-N和TN的去除效果最佳,平均去除率分別為94.6%和53%；且進水NH4+-N濃度對其去除效果沒有明顯影響；反應器在不投加有機碳源情況下,對TN有明顯去除效果,平均去除率53%,最高去除率達66%,表明三級生物膜反應器深度處理腈綸廢水時脫氮效果明顯。
關鍵詞：三級生物膜，脫氮，腈綸廢水，低C/N，深度處理
腈綸廢水經過生化處理后廢水中的大多數污染物都得到了降解，出水可生化性降得很低，氨氮濃度卻仍然維持在較高的水平，原因是一些含氮有機物在微生物的作用下發生分解，氮的存在形式由有機氮轉化成氨氮。氨氮是引起水體富營養化的重要污染物質，生物脫氮技術是目前應用廣泛、經濟有效的脫氮技術之一。傳統的生物脫氮工藝包括硝化-反硝化兩個過程，大部分反硝化菌為缺氧異養菌，在反硝化過程中需消耗碳源來獲取能量。在實際污水處理中，當C/N＜5時，脫氮效率通常不會太高，Kuba等提出當進水C/N＜3.4時，需要投加碳源來保證微生物反硝化過程中所需的碳源。腈綸廢水生化出水C/N＜3.4，用傳統脫氮工藝處理時碳源不足，需尋找新的脫氮方法來降低因投加外碳源增加的成本。生物膜法具有對低濃度廢水適應性好、耐沖擊負荷等優點，溶解氧（DO）在生物膜內傳輸過程中受阻而產生DO梯度，從而形成有利于實現同步硝化反硝化的微環境，能縮短反應時間、節約碳源。Watanabe等在單一生物膜工藝研究中,通過降低氣相中氧分壓控制氧傳遞速率實現了同步硝化和反硝化。Gupta等采用三級生物膜反應器在好氧環境下完成了氮和有機物的去除。宋宏賓等采用三級生物膜反應器在沒有投加外碳源情況下成功完成低C/N比水產養殖廢水脫氮處理。目前國內外采用生物膜法深度處理腈綸廢水的研究鮮見報道。
本研究以腈綸廢水生化出水為對象，分析了三級生物膜反應器深度處理腈綸廢水時的啟動及進水pH、HRT、氨氮濃度對脫氮的影響。
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