论文部分内容阅读
硝酸盐氮是水体中的主要污染物之一。脱除水中的硝酸盐氮的工艺有多种,其中生物反硝化法可将硝酸盐氮彻底还原为氮气,因而被认为是最有发展前途的废水脱氮方法。电极-生物膜法是一种新型的将生物膜法与电化学法相结合的生物反硝化方法,与传统生物反硝化方法相比,该方法不需外加碳源,无需后续处理,运行经济,当有适量外加碳源存在可大幅提高反硝化效率。该法工艺流程简单,运行稳定且易于控制。但目前还没有将该方法应用于垃圾渗滤液反硝化的处理。本文以垃圾渗滤液模拟水和实际水样为研究对象对电极生物膜反硝化效果进行研究。本文所用实验装置是一套自行设计研制的反应装置,主体部分容积为1.0L,有效液体容积为0.7L,水温由超级恒温槽控制。容器设有4根串联的石墨电极(Φ11mm)作为阴极,每根总长250mm,浸于水中的长度为210mm。设有一根石墨电极作为阳极。为了研究生物电极法处理废水的最佳条件,依据反硝化菌的特性,本文垃圾渗滤液模拟水为研究对象对C/N比、温度、HRT、电流强度构造4因素4水平L16(44)正交试验。通过对正交实验结果进行分析,得到最佳条件为:温度30(℃),电流80(mA),C/N比3,HRT为8h。通过对各因素影响值差分析可得各因素值差分别为温度:18.06 (平均总氮去除率);电流:21.09;C/N比:10.18;HRT:5.33。由上可知:电流影响最为明显,其次是温度,再其次是C/N比,最不明显的是HRT。由于反硝化细菌大多属于中温型细菌,温度过低或过高,对反硝化细菌的活性都有一定抑制,30℃是反硝化菌生长的最有利温度,在该温度下反硝化菌具有最大的反硝化活性。通过实验可以得到C/N比为1时能实现总氮与总碳的同时去除,与理论计算的最经济C/N比1.07相近。同时通过电流对反硝化效果影响的实验可以看出电流的刺激作用可以提高异养反硝化菌的脱氮效率,其脱氮率和电流之间有大的关系,同时硝酸盐氮的负荷越大,电流要求越高,在本实验负荷条件下,80mA的电流是最理想的。从水力停留时间对反硝化效果的实验中可以得出水力停留越长,硝酸盐的去除率越高,在刚开始的几个小时内,反硝化速率很快,但随时间的增加反硝化速率降低。以吉兴垃圾场的实际处理后水样进行实验研究表明,该方法对垃圾渗滤液有非常好的硝酸盐氮去除效果,硝酸氮负荷为100mg/L左右,C/N比为1,HRT为8h条件下总氮去除率超过96%,接近于完全去除。