曝氣器生產廠家同步硝化反硝化影響因素碳源

　　曝氣器廠家同步硝化反硝化影響因素碳源。為了解城市污染河流水體有機碳源(COD)及溶解性有機質(DOM)在低氧(ρ(DO)=0.5～0.6 mg/L)條件下對同步硝化反硝化(SND)系統脫氮效率的影響，利用BM-Advance呼吸儀作為反應容器來模擬北運河的水體環境，并通過向水樣中投加易生物降解有機碳源(乙醇) 、慢速可生物降解有機碳源(淀粉)和北運河水體DOM(腐殖酸和色氨酸)的方式來研究外加碳源和水體DOM(腐殖酸和色氨酸)對水體氮去除及轉化的影響。結果表明:外加乙醇時，總氮去除率從49%(C/N為6.5)上升至72%(C/N為16); 外加淀粉時，反應時間內總氮去除率從25%(C/N為6.5)上升至59%(C/N為16);在模擬北運河水環境條件下，投加腐殖酸的反應器中總氮去除率為47.75%，腐殖酸可以作為很好的碳源促進SND過程，然而色氨酸則會加劇水體總氮的積累。由此可知，提高C/N可以加速同步硝化反硝化(SND)進程。

　　文章亮點

　　模擬北運河水環境條件，選用乙醇和淀粉作為有機碳源，研究不同COD/N對氮轉化的影響。

　　選取類似于河流腐殖酸的純腐殖酸和色氨酸兩類有機質，研究DOM對氮轉化的影響，為排入城市河流的污水前處理標準及河流水體氮污染控制和防治提供參考。

　　文章簡介

　　采用BM-Advance呼吸儀(英國，Strathtox)作為反應器進行室內模擬實驗(圖1) 。

　　圖1 呼吸儀實驗裝置示意

　　表1 反應器平均進水水質

　　通過投加易生物降解的有機碳源乙醇，模擬北運河水質C/N為6. 5時，NH4+-N和TN濃度隨時間均出現下降，而NO3--N濃度前1 h變化不大，1 h后逐步上升，初始C/N為16時，NH4+-N和TN濃度表現出相似的下降趨勢，TN 和NH4+-N的去除率為72%。NO2--N和NO3--N濃度無明顯的變化。

　　不同形態氮轉化的趨勢差異性表明，外加有機碳源乙醇時，不同C/N對NO3--N和NH4+-N影響程度大于TN 和NO2--N。

　　圖2 投加乙醇時，不同C/N對氮轉化的影響

　　投加慢速生物降解有機碳源淀粉時，反應時間內，NH4+-N和TN降解速率均小于外加乙醇的反應器，反應整體趨緩。在投加慢速可生物降解有機碳源的情況下，可以通過提升C/N來加快反應進程。

　　圖3 投加淀粉時，不同C/N對氮轉化的影響

　　在相近碳源濃度下，乙醇、腐殖酸、色氨酸的硝化速率都比較高，但腐殖酸、色氨酸的硝化速率比較快，說明這兩種天然水體中存在、人為活動也會產生的DOM，在SND 過程中對硝化有很好的促進作用。已有研究表明，經腐殖酸預處理后，亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的活性會得到提高，在一定程度上促進硝化反應平衡右移。

　　圖4 投加DOM和有機碳源時NH4+-N濃度變化

　　4種碳源中，乙醇的總氮去除率最高，腐殖酸次之，色氨酸的去除率最低，易生物降解的碳源對TN的去除效果最好，水體中廣泛存在的腐殖酸有利于TN去除; 但水體中的色氨酸會加劇TN積累。

　　重要結論

　　TN去除率隨著C/N的增大而增大，投加易生物降解碳源乙醇時，TN去除率從49%(COD/N為6.5)上升至72%(COD/N為16) ; 投加慢速生物降解碳源淀粉時，反應時間內TN去除率從25%(C/N為6.5) 上升至59%(C/N為16) 。碳源不足是水體氮污染的重要原因，增加碳源投入，尤其是易生物降解有機碳源，可以提高SND效率，促進TN的去除。

　　乙醇、腐殖酸、色氨酸的硝化速率都能達到100%，而腐殖酸、色氨酸的硝化速率比較快，對硝化作用有更高效的促進效應。腐殖酸可以作為碳源促進TN的去除，加速SND進程; 色氨酸含氮豐富，可能在反應過程中釋放出氮，造成NO3--N 的持續積累，阻礙SND進程。

　　北運河水體氮濃度超標受碳源不足的影響，在實際河流水污染預防中，可以根據水體DOM的組成，對排入河流的污水保留一定的碳濃度進行合理處置。

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