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ao工艺短程硝化反硝化影响因素分析 生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。第一步是将硝化菌（nimosgov）氧化到亚硝化，然后通过反硝化将生成的no-3-氮（no-2-nio）氧化到亚硝化。第二步是将no-3-硝基溶菌酶（nimosnit）氧化到亚硝酸（nit）-3-氮。然后通过反硝化反应将生成的no-3-氮（no-2-n）转化为氮。no-2-硝基是硝化反硝化过程的中间产物，veots等人（1975）在处理高盐氨氮废水时发现了no-2-硝基硝化酶的问题。基本原则是将氨基氮氧化控制在硝化阶段，然后通过反硝化反应将氨氮酸氮还原到氮中，并通过nh-4-n通过nah-2-n氨氮。整个过程比整个硝化反硝化时间短。 根据化学计量学,与全程硝化反硝化脱氮相比,短程硝化反硝化具有以下几个优点(Turk and Mavinci, 1987):1) 在硝化阶段可节约25%左右的需氧量,降低了能耗;2) 在反硝化阶段减少了约40%的有机碳源,降低了运行费用;3) NO-2-N的反硝化速率通常比NO-3-N的反硝化速率高63%左右;4) 减少了50%的污泥产量;5) 反应器容积可减少30%～40%左右;6)可减少投加碱度和外碳源投量.短程生物脱氮工艺尤其适用于低碳氮比、高氨氮、高pH值和高碱度废水的处理,实现短程硝化与反硝化的关键在于抑制硝酸菌的增长,从而导致亚硝酸盐在硝化过程中得到稳定的积累.但是,由于硝酸菌与亚硝酸菌的协同增殖方式,似乎无法排除硝酸菌的增殖,只能通过混合系统中亚硝酸菌和硝酸菌之间数量或活性的不平衡实现NO-2-N的积累. 近年来的研究发现了一些能抑制硝酸菌增殖或活性,从而造成亚硝酸菌在硝化系统中占优势的因素,包括:高游离氨(FA)浓度(Surmaczet al., 1997)、高pH值(Villaverdeet al., 1997)、高温(25℃)( Hellingaet al., 1998)、低DO浓度(Münchet al., 1996)、从缺氧到好氧状态的滞后时间(Turk and Mavinic, 1986)、游离羟氨浓度(FH)(Yang and Alleman, 1982)以及投加硝化反应选择性化学抑制剂等.然而大部分研究基于SBR法小试反应器,所处理水质不是配制废水,就是高氨氮浓度工业废水、垃圾渗滤液,通过控制DO、pH、FA、温度等因素一般易于实现亚硝酸氮的积累.然而当前大约95%的城市污水处理厂采用连续流运行工艺,因此对连续流工艺短程硝化反硝化的研究无论从提高工艺处理效率、节约运行费用方面都具有重要的意义.然而关于连续流运行工艺短程硝化反硝化的研究很少,部分关于连续流运行工艺短程硝化的研究具有反应器体积小(一般小于10L)、采用模拟废水、或进水氨氮浓度很高,或采用生物膜反应器的特点,而未见A/O工艺短程硝化的研究(Ruizaet al., 2003; Ciudadet al., 2005).基于上述研究背景,本文以当前城市污水处理厂广泛应用的连续流A/O生物脱氮工艺作为研究对象,应用中试试验装置处理实际生活污水,详细研究了如何实现A/O工艺短程硝化反硝化及其主要影响因素,分析了系统处理效果以及同步硝化反硝化现象,对如何实现稳定的亚硝酸氮积累率也进行了研究,并建立了在线过程控制系统,从而实现提高A/O工艺脱氮效率、降低运行费用的目的. 1 材料和方法表面活性剂 1.1 试验系统和设备 试验所用反应器为中试规模,由聚氯乙烯塑料制作(如图1).反应器工作容积为300 L.分为8个格室(每个格室体积相等).反应器前2个格室缺氧运行,后6个格室好氧运行.二沉池采用竖流式,体积为100L.试验进水、回流污泥和硝化液回流采用蠕动泵控制,试验温度控制在室温20～22℃,反应器内污泥浓度为3000～4000 mg·L-1,SRT控制在15 d左右,内循环回流比为2,污泥回流比为0.5,进水流量在650～800 L·d-1之间变化,相应HRT控制为9～11 h,通过调节鼓风机阀门开启度控制好氧区DO浓度,每个格室中设有ORP、DO和pH在线仪. 1.2 生活污水水质指标 试验采用北京工业大学家属区化粪池的生活污水,进水水质指标如表1所示,进水COD平均浓度为248.6 mg·L-1,而进水总氮(TN)的平均浓度为84.9 mg·L-1,生活污水C/N比较低,仅为2.93. 1.3 水样的测定方法 COD、TN、NH+4-N、NO-3-N、NO-2-N、PO-4-P、总碱度、MLSS等的测定均采用国家规定的标准方法,水样经离心后测定.DO测定采用WTW-level2溶解氧在线仪,pH值和ORP采用WTW340i在线测定仪. 2 测试结果 2.1 亚硝化率的变化 如图2所示,A/O工艺发生了明显的短程硝化反应,系统的亚硝酸氮积累率(