论文部分内容阅读
针对碳源缺乏这一问题,挖掘污水厂内部碳源是目前一种值得提倡的方法。颗粒有机物作为污水内部自带的碳源,是污水的重要组成部分,其碳源价值逐渐被重视。颗粒有机物往往在生化处理之前经过初沉等物理处理过程而被去除,造成可利用碳源的浪费,对于C/N低的城市污水,对进入生化系统的污水碳源进行优化控制,做到合理的利用颗粒碳源有着重大意义,本文对颗粒有机物在反硝化过程中的供碳特性进行了研究,为颗粒有机物的合理利用和优化控制提供了一定理论基础。主要研究结果如下：(1)反硝化过程中颗粒有机物可以起到一定的供碳作用,并且其水解产物可以为反硝化的全过程的提供电子,使反硝化过程进行得较为彻底。以豆渣模拟污水颗粒有机物投加到反硝化系统中,反硝化速率为1.095mgN/gMLSS·h,6hNO3-N去除速率为50.91%,去除趋势呈线性；NO2--N基本无积累,浓度最高为2.65mg/L,而后降至约0.059mgg/L,约占硝态氮去除总量的0.29%；N20测定实验中,N2O释放总量为1.54mg/L,折算成N元素计算约占硝态氮去除量的4.44%,反硝化过程较完整。(2)对于反硝化所需碳源来说,颗粒有机物在无微生物作用条件下仅靠水力搅拌溶出的溶解性有机物很少。0.5g豆渣溶于1L水中,搅拌12h后溶解性有机物TOC增多了10-14mg/L,最大粒径颗粒(180-830μm)溶于水后搅拌出的TOC增量为9.86-10.98mg/L,约占颗粒总量的4.74-5.24%(COD/COD),最小粒径颗粒(<61μm) TOC贡献增量为13.13-14.18mg/L,约占颗粒总量的5.88-6.36%(COD/COD)。(3)豆渣作为反硝化碳源时,系统溶出的有机物分子量分布规律和颗粒有机物的水解过程密切相关。大分子区间段有机物含量多,1wD-0.45μm的有机物约占37.55-52.45%,反应开始30min内大分子有机物有所积累,从37.55%增至47.23%,可见反应刚开始时颗粒向大分子水解转化的速率较快,而后大分子有机物含量呈现相对平缓的波动趋势,无明显增多或减少,说明大分子的补充和消耗又趋于动态平衡；小分子(0-500D)区间的有机物有先减少后处于在小范围内波动的平缓趋势,反应30min后含量在3.72-4.65mg/L范围内波动,可以看出小分子吸收快,含量始终很少。(4)蛋白质、多糖、氨基酸等水解产物的变化趋势同水中有机物分子量分布变化趋势大体一致。蛋白质开始增长较快,60mmin内由2.86mg/L增至9.1mg/L,而后保持在8-10mg/L内波动,和大分子变化趋势相似。氨基酸、单糖等小分子含量较少,氨基酸在0.86-3.02mg/L范围内波动,单糖含量在0.5-2.27mg/L范围内,微生物对其快速的利用和大分子不断的转化使得小分子物质含量保持动态平衡。(5)反硝化过程中,反硝化效果、碳源消耗和微生物生长等情况受颗粒粒径影响较大。颗粒粒径越小,脱氮效果越好,颗粒碳源粒径范围在180-830μm时反硝化速率为0.732mgN/gMLSS·h,颗粒粒径<61μm的反硝化速率为1.276mgN/gMLSS·h;颗粒粒径越大,微生物生长量越少,相应净污泥产率越小；颗粒有机物粒径越小,合成细胞几率越大,还原硝态氮所需碳源消耗越多,颗粒碳源粒径范围在180-830μm时,计算还原1mg/L硝态氮理论所需消耗COD为5.61mg/L,颗粒碳源粒径<61μm时,计算理论需碳量为8.17mg/L。