反硝化除磷过程关键影响因素研究文献综述

 2023-01-12 15:29:30

1.脱氮除磷的必要性

氮和磷是生命生长繁殖不可缺少的两种元素。水体中的氮磷主要来源于工业废水、生活污水和化肥农药的使用。近年来由于太湖等水污染问题频繁发生,水体富营养化愈演愈烈,有研究发现我国有50%以上的湖泊和超过30%的大型水库都出现过水体富营养化现象[1]。氮磷过量不仅使水资源面临威胁影响生态环境,也给人类生产生活带来不少困扰且影响到生活质量,其中水产养殖业和捕捞业均受其害,旅游业的发展也因此受到影响。此外,被污染水体与皮肤接触后,使皮肤出现瘙痒、刺痛等现象,人吃了污染过的有致病毒素的鱼虾更是影响健康[2]。故脱氮除磷工艺的研究迫在眉睫。

2.脱氮除磷工艺及反硝化除磷研究

目前国内外普遍采用除磷技术主要有电解法,吸附法,化学沉淀法,膜分离,及生物法等。而由于除生物法外的其它几种方法处理成本较高,故实际应用中生物法较为普遍。生物法以反硝化除磷研究较为广泛,其主要用于去除生活污水中的氮磷。反硝化除磷多采用组合工艺,主要有SBR工艺、A2/O工艺、A2N工艺、UCT工艺等[3-9]

反硝化除磷效果受多种因素影响,例如电子受体、碳源、pH、溶解氧、MLSS、温度、初始COD浓度等多种因素共同影响脱氮除磷效率。荆肇乾等做了不同受体去除效果的对比试验,从中得出的结论是以NO3-N作为电子受体的反硝化除磷过程速度最快,而仅以NO2-N为电子受体的除磷过程最为缓慢,而二者的混合物其反应速度则介于二者之间,用NO2-N作为一部分电子受体节省能源降低消耗[10]。王颖等通过实验得出结论:在硝酸盐氮为30mg/L时,吸磷效率最高;而亚硝酸盐氮在10mg/L时可实现反硝化除磷[11]。刘建广等却得出结论:用硝酸盐作电子受体进行缺氧吸磷的反应速率小于在亚硝酸较低时用亚硝酸盐作电子受体进行的吸磷速率,且随着亚硝酸盐浓度的升高,DPB吸磷速率逐渐降低,在亚硝酸盐氮大于等于35mg/L时,缺氧吸磷反应基本不发生[12]。张晓洁等同样利用SBR作反应器研究不同电子受体对脱氮除磷的影响,却的出不一样的结论,即在硝酸盐氮为120mg/L,亚硝酸盐氮为80mg/L时,未发现对缺氧吸磷有抑制作用;当硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度过低时会引起磷的二次释放 [13]。赵庆等研究初始COD浓度对反硝化除磷的影响发现当初始COD浓度大于230mg/L时,乙酸盐浓度的变化对释磷、除磷速率影响不大,而磷的释放达到最大速度[14]。而王亚宜等发现厌氧段碳源COD 浓度在100~300mg/ L间时,随着COD的升高,放磷就越充分且缺氧段反硝化和吸磷速率越大;但当碳源COD 浓度高达300mg/ L 时,未反应完全的有机物残留于后续缺氧段对缺氧吸磷产生抑制作用[15]。此外,有人还研究了pH、以及MLSS等因素发现,提高MLSS有利于提高释磷速率和吸磷速率,但MLSS过大会导致磷的二次释放,在一定范围内,升高pH值有利于提高释磷量,但当pH值超过8时,则会发生磷酸盐沉淀且影响正常释磷[16],由于反硝化除磷工艺影响因素存在多种争议性,故对其影响因素进行研究。

3.实验方案

本课题采用SBR反应器进行反硝化除磷过程关键影响因素的研究。根据不同的试验研究目的,从连续流系统中的中沉池或终沉池取少量污泥与配水混合后置于SBR反应器中,用搅拌器缓慢搅拌以防止污泥沉淀,定时取样分析。本实验采用模拟生活污水进行实验研究。

实验测定废水水质项目及方法如下:

总磷:钼锑抗分光光度法,所用仪器为分光光度计,检测方法按照《水和废水监测分析方法(第四版)》中的监测方法;

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