RM新时代官方网站

  • 生物反硝化處理硝酸鹽氮廢水工藝

    2023-10-10 10:52:03 0

    水體中存在的硝酸鹽氮主要來(lái)源于工業(yè)廢水、農業(yè)廢棄物和生活污水。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的含氮廢水,農業(yè)上施用的氮肥隨雨水沖刷入江河、湖泊,生活污水排入受納水體等對環(huán)境造成的污染越來(lái)越嚴重,已引起人們的普遍關(guān)注。因此,去除水中的硝酸鹽氮對改善水質(zhì)有很大意義。硝酸鹽在水中溶解度高,穩定性好,難于形成共沉淀或吸附。因此,傳統的簡(jiǎn)單的水處理技術(shù),如石灰軟化、過(guò)濾等工藝難以去除水中硝酸鹽。目前,從水中去除硝酸鹽的方法有化學(xué)脫氮、催化脫氮、反滲透、電滲析、離子交換、生物脫氮等。文本重點(diǎn)通過(guò)實(shí)驗研宄生化法對硝酸鹽氮的去除效果。

    1、試驗方法與材料

    1.1反硝化菌培養液的組成

    本實(shí)驗反硝化菌為自養。反硝化菌營(yíng)養液的組成詳見(jiàn)表1。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    1.2 水質(zhì)檢測和試驗儀器

    反硝化試驗出水均采用0.45um濾膜過(guò)濾。采用紫外分光光度法(HJ/T346―2007)測定NO3--N的濃度??偟═N)、NO2--N和COD通過(guò)HACH法測定。

    實(shí)驗儀器:752紫外可見(jiàn)分光光度計,恒溫振蕩箱、超凈工作臺、pH計、DO儀、ORP測定儀、烘箱、坩堝、移液槍。

    2、試驗結果與分析

    2.1 環(huán)境條件對反硝化菌的影響

    2.1.1 DO對反硝化的影響

    培養初期,在500mL維形瓶中進(jìn)行反硝化菌的培養??疾霥O對反硝化的影響,將1#錐形瓶蓋緊瓶塞,2#錐形瓶敞口置于空氣中,培養20天后進(jìn)行對比試驗。將配制好的硝酸鹽溶液分別加入兩個(gè)錐形瓶中,與菌液攪拌均勻并進(jìn)行反硝化反應2h,分別對兩個(gè)瓶中反硝化TN去除率、菌液污泥濃度及污泥負荷進(jìn)行測定,測定結果詳見(jiàn)表2。從表2可看出,DO濃度為0.17mg/L時(shí),TN去除率、污泥濃度、污泥負荷均較高,當DO濃度為0.51mg/L時(shí),對反硝化有明顯的抑制作用,說(shuō)明DO對反硝化影響較大。這是因為反硝化作用是缺氧環(huán)境下的替代產(chǎn)能途徑,在氧分壓高時(shí),微生物進(jìn)行好氧呼吸獲得能量;當含氧濃度很低或完全厭氧時(shí),通過(guò)反硝化作用獲得能量。氧氣一般被看作是反硝化酶的抑制劑。當同時(shí)存在分子態(tài)氧和硝酸鹽時(shí),反硝化細菌優(yōu)先進(jìn)行有氧呼吸。微生物從有氧呼吸轉變?yōu)闊o(wú)氧呼吸的關(guān)鍵是合成無(wú)氧呼吸的酶,而分子態(tài)氧的存在會(huì )抑制這類(lèi)酶的合成及活性。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    2.1.2 微量元素對反硝化菌的影響

    反硝化菌經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的培養,雖然TN去除效果較好,污泥生長(cháng)速度較快,但是污泥沉降性很差,為加強污泥的沉降性,向培養液中添加適量微量元素,繼續培養10天后,測定反硝化菌TN去除率、污泥負荷及污泥沉降性。添加微量元素的成分及濃度詳見(jiàn)表3,添加微量元素前后各項指標對比結果詳見(jiàn)表4。從表4可知,微量元素添加后,TN去除率、污泥負荷、污泥沉降性均較微量元素添加前有所提高;對污泥沉降性影響最大,SVI由272.53mL/g下降至148.39mL/g,有效提高了反硝化菌的污泥沉降性。微量元素主要作為氨甚酸、核酸的組成成分和酶激活劑,用量適當可以有效促進(jìn)反硝化的進(jìn)行;但是必須嚴格控制,過(guò)量則可能抑制生物酶活性,從而抑制反硝化的進(jìn)行。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    2.1.3 pH對反硝化的影響

    微生物的活性與環(huán)境的酸堿度密切相關(guān)。實(shí)驗進(jìn)行第100天,考察pH對反硝化的影響。將相同的菌液分別置于pH為6.5和8.5的條件下培養,測定不同pH下反硝化菌對TN的去除情況,如圖1所示。從圖1可以看出,當pH為6.5時(shí),反應1hTN濃度由103.0mg/L迅速下降至33.5mg/L,之后TN濃度緩慢下降,反應7hTN濃度降至25.5mg/L,仍沒(méi)有反應完全,去除率僅達到75%。這可能是由于隨著(zhù)反硝化的進(jìn)行,pH不斷下降,pH越低,越抑制反硝化的進(jìn)行。當pH為8.5時(shí),反應1hTN濃度由156.0mg/L降至16.0mg/L,反應2hTN濃度降至5.5mg/L,TN去除率達到96%。說(shuō)明pH對反硝化的影響較大,微生物反硝化作用通常在中性偏堿條件下進(jìn)行,pH過(guò)高或過(guò)低都會(huì )影響反硝化細菌的生長(cháng)速率和反硝化酶的活性,使脫氮效率有所下降。最佳pH控制范圍還有待進(jìn)一步試驗確定。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    2.2 反硝化過(guò)程中各指標的變化情況

    (1)反硝化過(guò)程中pH值的變化情況。將相同的菌液分別置于3個(gè)500mL錐形瓶(1#、2#、3#)中,進(jìn)行一組平行實(shí)驗,考察反硝化過(guò)程中pH值隨反應時(shí)間的變化情況,見(jiàn)圖2。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    從圖2可知,1#、2#、3#瓶的pH均在反應時(shí)間為2h時(shí)降至最低,之后趨于平穩。正常情況下反硝化是產(chǎn)堿的過(guò)程,隨著(zhù)反應的進(jìn)行pH逐漸升高,本實(shí)驗出現pH降低的情況,可能是由于葡萄糖在水中水解或被反硝化菌利用時(shí)產(chǎn)生的CO2溶于水中,導致pH值下降。測定出水中IC為565.3mg/L,說(shuō)明溶液中的確有大量CO32-存在。

    (2)反硝化過(guò)程中pH、ORP隨TN濃度的變化關(guān)系。將菌液置于5L細口瓶中,考察反硝化過(guò)程中pH、ORP隨TN濃度的變化關(guān)系,見(jiàn)圖3。從圖3可知,當TN濃度為110.2mg/L時(shí),pH、ORP分別為7.42、-285mV;反應1h后,TN濃度下降至16.3mg/L時(shí),pH緩慢下降至7.29,ORP變?yōu)?306mV;反應2h時(shí),TN濃度由16.3mg/L下降至8.5mg/L時(shí),pH、ORP急劇下降,pH、ORP分別降至6.71、-328mV。反硝化2h后,溶液中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮幾乎全部轉化SN2,反硝化作用極為緩慢,pH、ORP趨于平穩狀態(tài)。說(shuō)明反硝化過(guò)程中pH、ORP會(huì )隨之發(fā)生改變,反硝化作用越激烈,pH越小,氧化還原性(ORP)越強,反硝化作用停止,pH、ORP逐漸趨于穩定。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    從圖4可以看出,雖然pH、ORP會(huì )隨著(zhù)反硝化作用發(fā)生改變,但是TN濃度與pH、ORP均不成線(xiàn)性關(guān)系。

    (3)污泥濃度隨時(shí)間變化情況。污泥濃度隨時(shí)間變化情況見(jiàn)圖5。從圖5可以看出,污泥濃度隨時(shí)間越來(lái)越高,但是線(xiàn)性不相關(guān)。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    (4)反硝化過(guò)程中TN、NO3--N、NO2--N濃度隨時(shí)間變化情況。從圖6中可以看出,反應時(shí)間為0.5h時(shí),NO3--N濃度為87.5mg/L,NO2--N為80.0mg/L,TN濃度即為二者之和167.5mg/L。反應至1.5h時(shí),NO3--N濃度下降至為0mg/L,―部分轉化為NO2--N,另一部分直接轉化為N2;NO2--N濃度上升至最高點(diǎn),達到118.4mg/L,這是因為一部分NO3--N轉化為NO2--N,在此過(guò)程中NO2--N不斷被還原成N2,但是NO2--N轉化N2速度慢于NO2--N轉化為NO2--N速度。1.5h后,NO2--N不斷被還原成N2,4.5h時(shí)反應完全。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    (5)TN濃度、TN去除率及污泥負荷隨時(shí)間變化情況。TN濃度、TN去除率及污泥負荷隨時(shí)間變化情況見(jiàn)圖7。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    從圖7可看出,連續進(jìn)行5個(gè)月試驗并檢測體系中的TN和污泥負荷,進(jìn)水TN濃度均在82.8?203.6mg/L之間,出水TN濃度在0-25.5mg/L之間,其中只有兩次出水TN濃度較高,分別為16.7mg/L、25.5mg/L,其余均小于10mg/L。TN去除率在75%~100%之間,TN去除率達到90%以上的有七次,只有一次為75%,分析原因是由于pH值較低導致反硝化速率下降。污泥負荷在0.2588?1.3354kg/(kg.d)之間,培養初期污泥負荷較高,均高于1.0kg/(kg?d),反硝化速率較快;培養兩個(gè)月后出現反硝化速率下降的現象,污泥負荷維持在0.3kg/(kg?d)左右,分析原因可能是由于pH值較低導致反硝化速率下降,后通過(guò)調節pH有效提高了TN去除率,但是未對污泥負荷進(jìn)行測定,有待進(jìn)一步分析。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    3、結論

    通過(guò)以上分析,可得出如下結論:

    (1)通過(guò)改變DO、微量元素以及pH值等影響因素,可以有效優(yōu)化反硝化菌培養條件,有效提高反硝化效率。

    (2)對反硝化過(guò)程中各指標如PH、ORP隨硝酸鹽氮濃度變化進(jìn)行了分析,試驗結果表明,pH、ORP會(huì )隨著(zhù)反硝化作用發(fā)生改變,反硝化作用越激烈,pH越小,氧化還原性(ORP)越強,但是TN濃度與pH、ORP均不成線(xiàn)性關(guān)系。

    (3)考察了TN濃度、TN去除率及污泥負荷隨時(shí)間變化情況,總體看來(lái),該反硝化菌去除TN效果良好,TN去除率達到90%以上。(來(lái)源:中海油天津化工研究設計院有限公司)

    RM新时代官方网站
  • rm新时代爆单 新时代手机平台官网 RM新时代正规网址 rm新时代是什么时候开始的 新时代官方下载 RM新时代新项目 新时代app官方版下载 rm新时代靠谱吗 RM新时代|首入球时间 RM新时代官方网站|首入球时间