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短程硝化生物脱氮技术具有低能耗、低成本、基建面积相对较小、脱氮处理效率较高等优点,但硝化过程的条件较难控制。
本试验以SBR作为反应器,研究高浓度NH3-N废水的短程硝化生物脱氮技术。试验过程中,依次考察进水NH3-N浓度、COD/N、DO、温度、pH值和FA对亚硝酸型硝化的影响,以检测出水NH3-N、COD、NO2--N、NO3--N浓度,以及DO、pH值等指标,来判断系统内短程硝化程度。试验内容、研究方法及结果分析如下:
(1)在进水NH3-N浓度为(60-70)mg/L,COD浓度为200mg/L,控制温度(30士1)℃,pH7.5-8.5,DO(0.6-1.8)mg/L时,SBR反应器经33d的运行成功启动并稳定运行19d,NO2--N累积率>99.8%,NH3-N去除率达到99.4%,出水中NO3--N浓度为0mg/L。
(2)短时分别提高SBR系统的进水NH3-N浓度为100mg/L、150mg/L、200mg/L,进行亚硝酸型硝化处理。结果显示:随进水NH3-N的增加,NH3-N去除率和NO2--N累积率随之增加,进水NH3-N浓度为200mg/L时,NO2--N的累积率可达99.8%。
(3)控制SBR系统内进水COD/N分别为1:4、1:2和1:1,分析系统内亚硝酸型硝化指标,结果显示:COD/N=1:4时,NH3-N去除率(98.3%)和NO2--N(99.95%)累积率均达到了最大值,且处理效果稳定,节省碳源。
(4)控制SBR系统内DO为(0.3-0.4)mg/L、(0.4-0.6)mg/L、(0.6-1.6)mg/L及(1.6-2.0)mg/L时,检测出水的NO2--N浓度和NH3-N浓度,结果显示:DO为0.6-1.6mg/L时,NO2--N累积率达100%,NH3-N去除率可达98%以上。
(5)分别控制SBR系统内温度为(30士1)℃、(26士1)℃及(20士1)℃,进行短程硝化完整曝气试验,通过不定时、定点测定出水NH3-N、COD、NO2--N、NO3--N浓度指标,结果显示:在(30士1)℃时,NO2--N累积率最高达100%。将反应温度(30士1)℃与(20土1)℃时相比,反应时间缩短14.2h,出水硝氮?浓度提高10.8mg/L。
(6)不定时的在系统内投加NaHCO3改变其pH值,pH值高于7.5,利于氨氮的降解和亚硝氮的生成;pH值介于8.0-8.5之间时,NO2--N累积率可达100%。硝化反应结束时,pH值和DO曲线均出现一个突跃点,可根据溶液中pH值和DO的变化来控制反应的进行。
按优化后的生物脱氮技术方案,对经网筛-物理化学预处理的牛皮脱毛废水进行脱氮处理。控制系统pH8.0-8.5、DO0.6-1.6mg/L、温度(23±1)℃、水力停留时间23-24h,结果表明:SBR系统内短程硝化经11d的稳定运行,COD去除率达62.6%,NO2--N累积率最高为88.1%,出水NH3-N不大于22.8mg/L。
本试验结果表明:控制COD/N=1:4、进水NH3-N浓度为200mg/L、温度为(30士1)℃、DO0.6-1.6mg/L、pH8.0-8.5,可以实现SBR系统内的亚硝酸型硝化,完全可以实现对制革废水处理二沉池出水的预期脱氮效果。