1以下);而脱氮由于受温度、do、ph值等因素的影响难以达到稳定的脱氮效果.
好氧颗粒污泥具有优异的沉降性能、 较高的微生物浓度和良好的抗冲击负荷能力[9, 10, 11].有研究发现,颗粒污泥一定的粒径和紧密结构导致do在污泥内部传质时形成好氧区/缺氧区/厌氧区从而有利于系统同步脱氮除磷[12, 13, 14].kerrn-jespersen等[15]发现paos具有反硝化聚磷能力,它以no-x(no-2+no-3)代替氧作为电子受体同步去除n和p,可以有效节约碳源和能源,反应器形成no-x是反硝化聚磷的重要步骤.如果系统中存在反硝化聚磷菌,反应器吸磷过程中可以减缓硝酸盐存在对聚磷菌活性的影响;如果反硝化聚磷菌不存在,在脱氮除磷颗粒污泥中好氧段硝酸盐将对好氧吸磷产生影响[16, 17].
同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,snd)作用是使在污泥外部好氧区形成的no-x,通过内层缺氧区反硝化作用降低从而减少主体溶液中no-x(no-2+no-3)的积累(no-x不积累可以降低其对聚磷菌活性的影响)[18].因此,污泥内部形成稳定性的好氧区/缺氧区是影响系统脱氮效果的关键.在较低do下硝化菌活性受到抑制,在较高do下反硝化菌受到抑制,因此在好氧池中do对脱氮影响很大.文献[21, 20, 21]指出,当do浓度为0.5 mg˙l-1时,系统可以获得良好的同步硝化反硝化脱氮效果.
利用好氧颗粒污泥进行脱氮除磷研究近年来取得了较大进展[12],但少有人系统研究脱氮除磷颗粒污泥的硝化反硝化特性.因此,笔者以好氧/厌氧交替运行的sbr反应器培养的脱氮除磷颗粒污泥为研究对象,采取一定的手段对颗粒污泥反应器的n、p历时去除效果、硝化及反硝化反应特性等进行研究,并通过n的平衡细致分析脱氮除磷反应过程中n的去除走向,丰富了颗粒污泥进行脱氮除磷研究.
1材料与方法
1.1试验装置
试验用sbr反应器,材质为有机玻璃,有效容积4 l,内径16 cm,高径比为1.56(图1).反应器每周期运行4.8 h,包括进水1 min、 厌氧80min、 好氧196 min、 沉淀4 min、 出水4 min以及闲置4 min共6个阶段.反应器每周期进水2 l,出水2 l.反应器搅拌强度在80 r˙min-1左右,曝气强度在12 l ˙(l ˙h)-1左右,温度在22℃±2℃(由水浴控制)、ph值在7.5左右.每天从反应器中排出一定量混合液,维持系统污泥龄在23 d左右.
1.2试验用水
试验用水采用自来水人工配制,其成分如下:cod(naac ˙3h2 o) 380~430 mg ˙l-1,nh+4-n(nh4cl)36~43 mg˙l-1,po3-4-p(kh2po4和k2hpo4)12~17 mg ˙l-1,mgso4 ˙h2 o 50 mg ˙l-1,ca2+ (cacl2 ˙h2o)60~70 mg ˙l-1,蛋白胨26 mg ˙l-1,edta 30 mg ˙l-1,fecl3 ˙6h2 o 4.5 mg ˙l-1,h3bo30.45mg ˙l-1,cuso4 ˙5h2 o 0.09 mg ˙l-1,ki 0.54 mg ˙l-1,mncl2 ˙2h2 o 0.36 mg˙l-1,na2moo4 ˙2h2 o 0.18 mg ˙l-1,znso4 ˙7h2 o 0.36 mg ˙l-1,cocl2 ˙6h2 o 0.45 mg˙l-1.
1.3反应速率测定
硝化反应速率测定:从反应器中取适量污泥,经3次离心清洗(4 000 r ˙min-1,5 min)后,放入容积为1l的静态反应装置(图2),控制反应器温度(22℃±1℃)和ph值(7.5),通入空气,投加适量nh4cl后立即计时开始取样,测定不同时间nh+4-n、no-3-n和no-2-n.
反硝化反应速率测定:适量污泥经如前所述前处理后放入容积为1l静态反应装置,控制反应器的温度(22℃±1℃)和ph值(7.5),通入n2,投加适量no-3-n和过量cod,测定不同时间no-3-n和no-2-n.
反硝化聚磷反应速率测定:适量污泥经前处理后放入容积为1l静态反应装置,控制反应器的温度(22℃±1℃)和ph(7.5),投加适量kh2po4和过量cod,通入n2进行厌氧释磷,结束后将污泥进行离心清洗,再重新置入反应装置,加入适量的no-3-n和po3-4-p,取样测no-3-n、no-2-n和po3-4-p.