溶解氧对好氧颗粒污泥处理城市污水的影响

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.04.005

摘要/Abstract

摘要：

研究了序批式活性污泥法（SBR）反应器中溶解氧（DO）质量浓度对好氧颗粒污泥（AGS）系统处理人工模拟城市污水效果的影响。通过改变曝气量，控制SBR反应器中DO的质量浓度：3 mg/L≤ρ（DO）＜4 mg/L、2 mg/L≤ρ（DO）＜3 mg/L和1 mg/L≤ρ（DO）＜2 mg/L，对出水中的COD、NH $4 +$ -N、NO $3 —$ -N、NO $2 —$ -N、TN和P等指标进行检测。结果表明，DO质量浓度对COD、NH $4 +$ -N和P的去除率影响不显著，对TN的去除率影响明显。当3 mg/L≤ρ（DO）＜4 mg/L、2 mg/L≤ρ（DO）＜3 mg/L和1 mg/L≤ρ（DO）＜2 mg/L时，TN的去除率分别达到62.14%、71.81%和82.11%；当1 mg/L≤ρ（DO）＜2 mg/L时，AGS系统对TN的去除效果最好，此时AGS系统运行稳定，对COD、NH $4 +$ -N和P的平均去除率分别为90.43%、96.97%和76.00%。

关键词: 溶解氧, 好氧颗粒污泥, 同步硝化反硝化, 生物除磷, SBR

Abstract:

The effect of dissolved oxygen (DO) concentration on aerobic granular sludge (AGS) treatment on simulated municipal sewage was studied in SBR reactor. By changing the amount of aeration, the DO concentration in SBR reactor was controlled respectively in the range of 3 mg/L≤ρ（DO）＜4 mg/L, 2 mg/L≤ρ（DO）＜3 mg/L and 1 mg/L≤ρ（DO）＜2 mg/L. The concentrations of COD, NH $4 +$ -N, NO $3 —$ -N, NO $2 —$ -N, TN and P in the effluent were detected. The results show that the removal rates of COD, NH $4 +$ -N and P are affected little by the DO concentration, but the removal rate of TN is affected significantly. When 3 mg/L≤ρ（DO）＜4 mg/L, 2 mg/L≤ρ（DO）＜3 mg/L和1 mg/L≤ρ（DO）＜2 mg/L, the removal rate of TN is 62.14%, 71.81% and 82.11% respectively; when 1 mg/L≤ρ（DO）＜2 mg/L, the removal rate of TN reached the best for the AGS system and the system was stable. The average removal rates of COD, NH $4 +$ -N and P were 90.43%, 96.97% and 76.00%, respectively.

Key words: Dissolved oxygen, Aerobic granular sludge, Synchronous nitrification denitrification, Biological phosphorus removal, SBR

中图分类号:

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图/表 12

图1 试验装置示意图

表1 周期内各工序运行时长

工序名称	运行时长/min
进水	5
曝气	360
沉淀	3
排水	5
闲置	347

表2 试验用水成分及其质量浓度

物质	质量浓度/（mg·L^－1）
COD(无水CH₃COONa)	300～400
氨氮（NH₄Cl）	40～50
磷（KH₂PO₄）	8～12
CaCl₂	20
MgSO₄	25
NaHCO₃	根据pH人工控制

表3 营养液成分及其质量浓度

物质	质量浓度/（mg·L^－1）
FeCl₃·6H₂O	1 300
ZnSO₄·7H₂O	120
MnCl₂·2H₂O	120
CuSO₄·5H₂O	300
CoCl₂·6H₂O	150
KI	180

表4 监控测量的项目、分析方法及仪器

检测项目	分析方法	仪器
COD_Cr	快速密闭催化消解法	UV9100型分光光度计
NH $4 —$ -N	纳氏试剂分光光度法	UV9100型分光光度计
NO $2 —$ -N	N⁃（1⁃萘基）⁃乙二胺光度法	UV9100型分光光度计
NO $3 —$ -N	紫外分光光度法	UV9100型分光光度计
P	钼酸盐法	UV9100型分光光度计
pH	采用便携式pH仪分析	PHS⁃29A型酸度计
DO	采用溶解氧分析仪分析	HACH sension 8便携式溶解氧测定仪

表4 监控测量的项目、分析方法及仪器

检测项目	分析方法	仪器
COD_Cr	快速密闭催化消解法	UV9100型分光光度计
NH $4 —$ -N	纳氏试剂分光光度法	UV9100型分光光度计
NO $2 —$ -N	N⁃（1⁃萘基）⁃乙二胺光度法	UV9100型分光光度计
NO $3 —$ -N	紫外分光光度法	UV9100型分光光度计
P	钼酸盐法	UV9100型分光光度计
pH	采用便携式pH仪分析	PHS⁃29A型酸度计
DO	采用溶解氧分析仪分析	HACH sension 8便携式溶解氧测定仪

表5 AGS形成的机理分类

类别	机理名称
物理因素	选择性驱动假说、自凝聚原理
热力学因素	晶核假说、细胞表面疏水性假说
微生物因素	胞外多聚物假说、丝状菌假说、阶段假说

图2 各阶段AGS的外部形态变化

图3 DO质量浓度对COD去除效果的影响

图4 DO质量浓度对NH4+-N去除效果的影响

图5 DO质量浓度对TN去除效果的影响

图6 不同DO质量浓度下的出水NH4+-N、NO2—-N和NO3—-N质量浓度

图7 DO质量浓度对P处理效果的影响

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