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中国环境科学 2021年第8期41卷 3653-3659页

作者：韩露韩芸代洋张进钟晨卓杨西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 中国葛洲坝集团水务运营有限公司湖北武汉430000

以污泥热水解滤液作为外加碳源,通过对SBR反应器脱氮效果、碳氮平衡及活性污泥EPS的分析,探究了污泥热水解滤液的脱氮性能,并与传统碳源乙酸钠进行了比较.结果表明,污泥热水解滤液和乙酸钠作为碳源可将出水TN从27.64mg/L分别降至12.05m... 详细信息

以污泥热水解滤液作为外加碳源,通过对SBR反应器脱氮效果、碳氮平衡及活性污泥EPS的分析,探究了污泥热水解滤液的脱氮性能,并与传统碳源乙酸钠进行了比较.结果表明,污泥热水解滤液和乙酸钠作为碳源可将出水TN从27.64mg/L分别降至12.05mg/L和7.98mg/L,说明两种碳源的投加均能强化反硝化过程;通过碳氮平衡分析可以看出,未加入碳源时污水TN去除率只有47.83%,加入热水解滤液后污水的TN去除率达到了81.30%,且滤液增加的氮负荷远远小于滤液作为外加碳源去除污水中TN的量;加入热水解滤液和乙酸钠时,活性污泥的EPS均有增加,但乙酸钠为碳源时的EPS含量更高,而EPS的增加引起了污泥SVI的增大.

关键词：低COD/TN城市污水污泥热水解滤液外加碳源反硝化脱氮 EPS

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污泥热水解滤液作为污水反硝化外加碳源的试验研究

污泥热水解滤液作为污水反硝化外加碳源的试验研究

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作者：韩露西安建筑科技大学

学位级别：硕士

碳源不足严重影响了污水处理厂的脱氮效果,导致出水TN过高,从而对水体造成氮污染。因此污水处理厂会在反硝化过程中投加碳源,如乙酸、乙酸钠等,但费用高的缺点限制了这些碳源的应用。因此新型碳源得到了广泛的研究,包括工业废水、餐厨... 详细信息

碳源不足严重影响了污水处理厂的脱氮效果,导致出水TN过高,从而对水体造成氮污染。因此污水处理厂会在反硝化过程中投加碳源,如乙酸、乙酸钠等,但费用高的缺点限制了这些碳源的应用。因此新型碳源得到了广泛的研究,包括工业废水、餐厨垃圾及剩余污泥等。其中剩余污泥作为碳源,不仅解决了污水处理厂碳源不足的问题,也能够解决剩余污泥处理处置难的问题。本研究以污泥热水解滤液作为研究对象,探讨其作为反硝化碳源的可行性及其在反硝化过程中的碳氮转化特性。首先开展反硝化批次试验,探讨污泥热水解滤液作为反硝化碳源的可行性,并确定了热水解滤液和乙酸钠作为反硝化碳源的最佳C/N;采用两级A/O工艺方式运行的SBR反应器开展连续试验,对比污泥热水解滤液和乙酸钠作为污水反硝化碳源的脱氮性能,进一步开展碳氮物料衡算分析热水解滤液作为反硝化碳源时对污水处理系统有机物去除及脱氮过程的影响;最后,分析两种碳源对MLSS、MLVSS、活性污泥EPS、微生物活性以及微生物种类的变化,探讨碳源种类对活性污泥特性及微生物种群结构的影响。本论文的主要结论如下:（1）开展反硝化批次试验分析热水解滤液在不同C/N下的反硝化速率,并以传统碳源乙酸钠作为对比。污泥热水解滤液和乙酸钠作为反硝化碳源的最佳C/N分别为8和4,其反硝化速率分别为14.81 mg/（gVSS·h）和15.39 mg/（gVSS·h）。两种碳源的反硝化能力均为0.24 g N/g COD。根据反硝化速率和反硝化能力可以看出污泥热水解滤液具有良好的可生化性,因此可以将热水解滤液作为污水处理过程的反硝化碳源。（2）采用SBR反应器开展反硝化外加碳源连续脱氮试验,在每升进水中加入6 mL污泥热水解滤液,可将出水TN浓度由27.34 mg/L降至12.05 mg/L。说明污泥热水解滤液能有效提高污水脱氮效果,强化反硝化过程;而乙酸钠在相同COD投加量下可将出水降至7.98 mg/L。虽然污泥热水解滤液的脱氮效果低于乙酸钠,但其仍能将出水TN维持在较低水平,因此污泥热水解滤液可作为有效碳源用于污水脱氮过程中。（3）为了分析投加污泥热水解滤液后对脱氮过程的影响,开展脱氮过程中碳氮平衡分析。热水解滤液的投加虽然使污水处理系统增加了13.3%的氮负荷,但其作为碳源可将污水处理系统的TN去除率提升33.5%,并且污泥热水解滤液可将其自身大部分TN去除。将污泥热水解滤液作为碳源的本质是对进水COD的回用,进水中有19.6%的COD被热水解滤液回用为污水反硝化碳源。因此,污泥热水解滤液作为反硝化碳源可将进水COD回用以提升脱氮效率,是良好的外加碳源。（4）探讨了污泥热水解滤液作为碳源对活性污泥特性的影响,并与传统碳源乙酸钠进行对比。污泥热水解滤液和乙酸钠的投加均会增加活性污泥的MLSS、MLVSS,导致污泥产量增加;此外,加入两种碳源后活性污泥EPS也不同程度的增加,导致污泥沉降性能下降。和乙酸钠相比,污泥热水解滤液对污泥产量和污泥沉降性能的影响较小,因此可以作为污水处理过程中的反硝化碳源。（5）对污泥热水解滤液和乙酸钠作为碳源时的微生物种群进行分析,污泥热水解滤液作为碳源时的生物多样性较高。对反硝化菌进行分析可知,加入不同碳源时反硝化菌种类也发生了变化,说明碳源种类会影响反硝化菌的种群结构。此外,与乙酸钠相比,以热水解滤液为碳源反硝化菌种群丰度虽然下降,但反硝化活性未受到影响。将污泥热水解滤液作为碳源,虽然系统内微生物种群结构发生了变化,但并未影响到污水处理能力,因此可以将污泥热水解滤液作为反硝化过程中的外加碳源。

关键词：低碳源污水污泥热水解滤液乙酸钠反硝化脱氮碳氮物料平衡

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