由圖5可知,進水碳氮比越高,出水總氮越低,其去除率相應也越高。因此同步硝化反硝化現象隨進水碳氮比的提高而越加明顯。
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機理探討
對于同步硝化反硝化現象,可以從微環境理論和生物學兩方面加以解釋。微環境理論認為:由于微生物種群結構、物質分布和生化反應的不均勻性,在活性污泥菌膠團內部和生物膜內部存在多種微環境類型。由于氧擴散的限制,在微生物絮體或生物膜內產生溶解氧梯度,其外表面溶解氧較高,以好氧菌、硝化菌為主;深人絮體或生物膜內部,氧傳遞受阻及外部氧的大量消耗,產生缺氧區,甚至厭氧區,反硝化菌占優勢。控制反應器內溶解氧的水平,調整缺氧厭氧微環境及好氧環境所占的比例,從而促進反硝化作用,達到脫氮的目的。由于微生物的代謝活動以及氧氣泡的攪動,使得微環境是可變的,甚至是多變的[3]。
生物學的解釋有別于傳統的脫氮理論。傳統的脫氮理論認為,硝化反應是由自養型好氧微生物完成,稱為硝化菌,而反硝化反應是在缺氧或厭氧條件下完成的。但最近幾年,已有報道發現了許多異養微生物能夠對有機及無機含氮化合物進行硝化作用[4]。與自養硝化菌相比,異養硝化菌生長快,產量高,能忍受較低的溶解氧濃度和更酸的環境。另有研究表明,大多數異養硝化菌同時也是好氧反硝化菌[5],這樣就解釋了同步硝化反硝化現象。
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結論
、僭谠摴に囍,將溶解氧控制在3-5mg/L,在保證CODCr高效去除的前提下,同時取得了較高的脫氮效果。試驗結果表明,CODCr的去除可達95%左右,總氮去除可達80%左右。
、趯τ趦H有一個反應池組成的序批式反應器來講,同步硝化反硝化能夠降低實現硝化反硝化所需的時間和成本。
、墼谌芙庋鯘舛容^高時,經5h曝氣,總氮的去除率因進水的碳氮比不同而異?偟コ孰S進水CODCr的提高而提高,表明碳源充足不會成為反硝化的限制因子,所以對于碳源不足的污水,不宜采用同步硝化反硝化工藝。
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存在的問題
在該試驗中,載體的選擇是試驗成功與否的關鍵,載體選擇得當,就可以使反應器高效運行,否則可能導致整個過程的失敗或需付出沉重的運行、管理代價。由于時間條件的限制,沒有對各種填料載體的性能進行對比,這有待于今后進一步的研究。
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作者簡介:
趙玲(1977-),女,山東淄博人,合肥工業大學資源與環境科學系,電話(0551)2907791;
張之源(1952-),男,安徽舒城人,教授,碩士生導師,安徽省環境科學研究所。