餐厨垃圾水解酸化液应用于污水处理外加碳源的研究

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餐厨垃圾厌氧消化产挥发性脂肪酸(VFAs)这一技术能够生产出富含挥发性脂肪酸的酸化液,可将此水解酸化液用于污水处理厂,使餐厨垃圾处理处置与污水处理厂脱氮处理进行有效结合。本研究对餐厨垃圾水解酸化液的脱氮性能进行考查,并对其在不同条件下的适用性进行分析,主要研究成果如下:间歇模式下,利用两种水解酸化液对人工配制的污水进行反硝化实验,并与甲醇、乙酸钠脱氮效果进行比较。一号酸化液与二号酸化液VFAs总浓度分别为34.6、45.0g/L,总COD浓度分别为83.5、92.5g/L,氨氮浓度分别为505.5、1415mg/L。C/N比为4、5、6的条件下,两种酸化液最大比反硝化速率分别为16.0~26.1mgNOx-N/(g VSS·h)、13.1~25.0mg NOx-N/(g VSS·h),亚硝氮最高积累量分别可达12.76~15.50mg/L、14.43~18.01mg/L,结合脱氮效果与出水COD浓度两种酸化液作碳源适宜C/N比为5~6,两者具有较为相似的脱氮效果。使用餐厨垃圾水解酸化液作碳源进行反硝化时,硝态氮的去除均具有2~3个不同去除速率阶段,尽管会产生一定量亚硝氮的积累,但碳源充足时产生的亚硝氮可得到及时去除,出水时的氨氮基本可控制在达标范围。与甲醇相比,利用餐厨垃圾水解酸化液作碳源的反硝化速率更高,达到相同效果所需C/N比更少,出水COD更易达标;与乙酸钠相比,餐厨垃圾水解酸化液脱氮效果略低,但其所需的成本可大幅降低。通过对水解酸化液的反硝化脱氮适用性进行分析可知,温度不同时其使用效果可产生较大变化。当反应温度为15℃、C/N为4~7.5时,反硝化过程中最大比反硝化速率为15.4~29.5mg NOx-N/(g VSS·h)。反应温度为25℃、C/N为3~5.5时,最大比反硝化速率为15.7~30.6mg NOx-N/(g VSS·h)。利用餐厨垃圾水解酸化液作碳源时,若温度从25℃降低至15℃,为保证在相应时间内具有相同的脱氮效果,餐厨垃圾水解酸化液的投加量需相应增加36%~66%。利用餐厨垃圾水解酸化液作碳源处理春季、夏季以及冬季生活污水,C/N比4.3~8是比较适宜的反硝化脱氮条件,而具体的投加量应根据污水中污染物浓度、温度等进行调节。在相同的温度、C/N比等反应条件下,水解酸化液对实际生活污水的反硝化脱氮处理效率比甲醇提高了约30%,与乙酸钠作碳源的效果相当。综合来看,与甲醇、乙酸钠等传统外加碳源相比,餐厨垃圾水解酸化液脱氮性能良好且经济性较高,具有一定的推广应用前景。
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