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医院地埋式污水处理设备

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HRT对NO2?-N累积、NH4+-N生成的影响　　在反应器连续运行模式下,考察不同HRT对NO2?-N累积和NH4+-N生成的影响,结果如图3所示。　　如图3所示,对R1,在C/N比为1.5时,当HRT时间从8 h→6 h→4 h→2 h,R1出水NO2?-N浓度不断升高,从0.31 mg·L?1→4.69 mg·L?1→6.24 mg·L?1→8.79 mg·L?1,相应地,硝酸盐转化为亚硝酸盐的转化率不断升高,NTR值从1.0%→11.8%→17.0%→26.3%。这一结果可从反硝化过程来解释,根据简化的生物反硝化过程:　　NO ? 3 ?N? → ? ? ? ? 硝酸盐还原酶 NO ? 2 ?N? → ? ? ? ? ? 亚硝酸盐还原酶 N 2 NO3??N→硝酸盐还原酶NO2??N→亚硝酸盐还原酶N2(5)　　亚硝酸盐还原酶和硝酸盐还原酶要竞争基质电子,且前者的活性低于后者。从反应能耗角度看,NO3?-N还原成NO2?-N的反应能耗Ea为3.68~4.88 kJ,而NO2?-N还原成N2的反应能耗Ej为13.86~20.08 kJ,后者明显大于前者,因此,NO3?-N转换为NO2?-N比NO2?-N转换为N2更容易。在低C/N下,碳源提供的能量和电子不足,NO2?-N容易积累。此外,本实验中R1外加碳源为葡萄糖,HRT缩短,对葡萄糖的酸化不利,使得易被反硝化利用的碳源更紧缺,尤其对反硝化后阶段的亚硝酸盐还原不利,因此,NTR值随之增大。譬如,HRT为8 h时,R1的NTR值为1.0%,当HRT降至2 h时,NTR值显著升高至26.3%。

对R2,当HRT从8 h→6 h→4 h→2 h,R2出水NO2?-N浓度从10.47 mg·L?1→6.95 mg·L?1→3.08 mg·L?1→6.20 mg·L?1,从结果看,HRT从8 h降至4 h时,出水NO2?-N浓度明显降低,这说明有更多的碳源被反硝化菌所利用。值得注意的是,当HRT进一步降至2 h时,出水NO2?-N浓度出现了回升,推测原因是,由于HRT过短,积累的NO2?-N未及时被彻底反硝化就被水流带出。有研究表明,在序批式反应器进行反硝化实验,NO2?-N浓度有先升高后降低的趋势,NO2?-N需要一定时间累积达到峰值而后再降低,这一结果表明HRT对NO2?-N的积累有重要的影响。对比R1和R2来看,就NO3?-N的去除效果而言,以乙酸钠为碳源明显优于葡萄糖。一个合理的解释是乙酸钠属于简单碳源,易于被反硝化菌直接利用,而葡萄糖相对复杂,需先经过酸化发酵,才能被反硝化菌有效利用。GUO等发现,以剩余活性污泥的酸化液作为碳源进行反硝化,去除的COD主要被反硝化菌所利用,而碳源换成剩余活性污泥的水解液,则去除的COD不仅被反硝化菌所利用,也会被其他异养菌所利用。其原因在于,剩余活性污泥的酸化液含有更多的乙酸等挥发性脂肪酸(VFAs)成分,更有利于被反硝化菌所利用。此外,就乙酸钠作为碳源而言,NO3?-N通过异养反硝化完全还原为N2所需的C/N比为1.5,计算依据见式(3):　　0.125CH3COO? + 0.143 8NO3? + 0.143 8H+→0.012 2C5H7O2N + 0.065 8N2 +　　0.125HCO3?+ 0.063 9CO2 +0.154 2H2O (3)　　若以葡萄糖作为碳源,所需的C/N比则增大至1.56[13],计算依据见式(4)　　C6H12O6 + 2.8NO3? + 0.5NH4+ + 2.3H+ → 0.5C5H7O2N + 3.5CO2 +6.4H2O + 1.4N2(4)　　换言之,在相同的C/N比条件下,葡萄糖还原的硝酸盐更少。MATEJU等研究表明,用乙酸进行反硝化时的污泥产率系数为0.07,而用葡萄糖进行反硝化时的污泥产率系数为0.18,说明葡萄糖作碳源时,有更多的COD用于了合成代谢,异养反硝化消耗的COD比例相对有所降低。HRT对NO3?-N去除的影响

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