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MBR污水处理一体化设备摆线减速机

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2019年12月12日

MBR污水处理一体化设备 pH批次实验结果分析  选取等量的污泥加入pH=6.0、7.0、8.0、9.0的合成废水,在DO浓度1.5 mg·L?1和温度25 ℃条件下进行分批实验,图6~图8分别为pH对氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐浓度变化的影响。由图6、图7和图8可知,在pH=6.0和pH=7.0的条件下,氨氮氧化率和亚硝酸盐积累率明显低于在pH=8.0和pH=9.0的条件下。对相关数据进行对比分析,在pH从8.0降低到7.0的过程中,AOB的活性在一定程度上被抑制。当pH由8.0降到7.0的过程中,氨氮的氧化率减少了45%。尽管氨氮的转化率在pH=9.0也较高,但是相比于pH=8.0的情况下,氨氮更多的是转化为硝酸盐而不是亚硝酸盐。同时pH影响着反应器内FNA游离亚硝酸和游离硝酸浓度,对AOB和NOB的活性有着直接和间接的影响。结果说明在pH=8.0情况下,短程硝化的活性与pH=9.0相似,不过在pH=9.0的情况下,硝化作用的活性明显强于pH=8.0的情况,导致NO2?快速转化为NO3?。因此pH=8.0更适合于短程硝化的积累。近年来,水体的富营养化已成为全球范围内一个严峻的污染问题。水体富营养化造成藻类过量繁殖,引起水质恶化、湖泊退化,严重破坏了水体生态环境安全,威胁着水生生物的生存和人类的健康。磷是引起水体富营养化的重要污染元素之一,因此,降低废水中磷的含量对治理水体的富营养化十分重要。

针对含磷废水的处理方法包括生物法、化学沉淀法、离子交换法、膜吸附法等。其中,生物和化学沉淀法适用于高浓度磷酸盐,无法处理低浓度磷酸盐;膜技术虽能处理低浓度磷酸盐但投资成本高。吸附法的优势主要有2个:1)操作简单、成本低廉,可用于深度处理低浓度的含磷废水可以对废水中的磷回收利用,减少磷这种非再生资源的浪费。目前,已有多种材料作为除磷吸附剂,包括方解石、活性炭、沸石、金属、金属(氢)氧化物等。其中活性炭作为一种多功能、环境友好、来源广泛、低成本的吸附剂,在水处理领域中应用广泛。然而,活性炭对水中磷酸盐的吸附能力却比较差,通过控制活性炭表面修饰方法能改变活性炭的结构并对其吸附能力产生影响。因此,对活性炭表面进行适当的修饰是必要的。目前报道的表面修饰方法主要有物理结构改性法、氧化法、化学活化剂法、表面活性剂法和载体法等。物理结构改性法通过添加活化剂增加活性炭比表面积、调整活性炭的孔隙结构及其分布。如KILPIMAA等对活性炭进行生物质气化改性,改性后对磷的吸附量可达20.5 mg·g?1。氧化法和化学活化剂法分别通过加入氧化性气体(如氧气和空气)或使用碱金属、碱土金属的氢氧化物、无机盐类以及酸类等对活性炭进行活化。通过ZnCl2活化改性的活性炭比表面积得到提高且孔径增大,KNO3活化改性活性炭对磷化氢的去除率达95%。表面活性剂法通过阳离子表面活性剂疏水端与活性炭表面结合,带正电的亲水端与水相中带负电的阴离子发生作用。短程硝化反硝化稳定运行阶段表现分析  在63~93 d,短程硝化反硝化的运行时间缩短为2.5 h,HRT缩短至6 h。图4为阶段3氨氮处理效果与总氮去除率。由图4可知,出水中氨氮浓度由15.3 mg·L?1缓慢下降,79 d稳定在5.7 mg·L?1左右。出水中亚硝酸盐的浓度从63 d的61.1 mg·L?1持续下降到77 d的12.6 mg·L?1。总氮去除率从63 d的35.9%逐步上升,到77 d趋于稳定,达到80%左右,之后缓慢上升至90%以上。对比阶段2中氨氮、亚硝酸盐和总氮浓度变化,说明自养型反硝化细菌需要一段时间繁殖才能使反应器稳定运行。硝酸盐的浓度开始阶段保持在0.83mg·L?1,说明硫化物不仅抑制了NOB产生硝酸盐,而且推动了自养型反硝化的进行。本研究进行了3个月,若延长实验运行时间,反应器内微生物会逐步适应环境,已建立的短程硝化效果会降低,系统稳定性下降。有研究通过分阶段投加硫化物,保证在反应过程中对NOB的持续抑制作用,为解决此问题提供了一个新思路。短程硝化反硝化长期稳定运行条件的探索为下一阶段的研究提供了新的方向。反应器中污泥颗粒大小变化分析  在短程硝化反硝化系统正常运行过程中,反应器中颗粒大小有逐步降低的趋势。起始阶段,接种后反应器中污泥颗粒大小为465 μm,在运行到40 d时,根据检测数据显示,污泥颗粒大小降低到323 μm。在运行到80 d时,污泥颗粒大小降低到203 μm。造成反应器中污泥颗粒大小降低原因可能是由于反应器内反应物NO2?的浓度和pH的限制,影响到FNA的变化。反应过程中FNA浓度的增加影响了胞外聚合物EPS,使其原本的对污泥颗粒化的聚合作用瓦解。考虑到接种污泥本身颗粒化程度较低,因此,硫化物对短程硝化反硝化反应器中污泥颗粒化及污泥颗粒大小的影响还需要进一步的研究。反应器中污泥产生量变化分析  反应器中污泥的产生量变化是通过分析反应器内混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS的变化来进行评价。图5为反应器内污泥生物量浓度变化,SBR中累积生物增长率为0.31g·d?1,氨氮去除率为0.79 g·d?1,对应的污泥产生量MLVSS与NH4+-N浓度之比约为0.39。研究发现,纯硝化生物产生量MLVSS与NH4+-N浓度之比大约在0.10~0.17,低于本反应器得到的数据。原因是产泥量MLVSS与COD浓度之比约为0.46,进水中COD浓度50 mg·L?1造成了异养型生物量的产生。因此,相比于传统的除氮工艺,本脱氮技术有着污泥产生量少的优点。pH批次实验  在90 d,从反应器中取出硝化污泥,用蒸馏水清洗3遍,去除其中混合的氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐等物质。将清洗后的污泥等分为4份,将其依次加入4个4 L的SBR(见图1)中,批次反应器编号依次为A、B、C和D。分别添加相同组分的合成废水4 L,其中:NH4+-N 60 mg·L?1、COD 60 mg·L?1(选用葡萄糖进行配制,下同)和S2-50 mg·L?1,以提供氮源、碳源和硫化物。利用Na2HPO4和NaH2PO4缓冲溶液,将4个批次反应器pH分别控制在6.0、7.0、8.0和9.0。通过小型气泵控制4个反应器内的DO浓度稳定在1.0~1.5 mg·L?1。反应时间持续6 h,每小时从各反应器中取样,对硝酸根、亚硝酸根和氨氮浓度进行检测。通过分析实验数据,得到氨氮氧化以及亚硝酸根积累的最适宜pH。

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