A2N-SBR系統是一種新型的雙污泥反硝化除憐工藝，由A2N-SBR和N-SBR反應器組成。能利用同一個(gè)碳源，同時(shí)用于反硝化脫氮和除磷，因此工藝能夠避免反摘化菌和對碳源的競爭，非常適合低城市污水的處理。本論文研究了雙污泥反硝化除憐系統用于低城市污水的處理，以及研究A2N-SBR系統對污染物的去除效果，同時(shí)跟蹤監測反應器中污染物遷移轉化過(guò)程；測定A2N-SBR系統系統中溶解態(tài)的N2O和釋放的氣態(tài)N2O的量，系統研究了N2O的產(chǎn)生特征，了解A2N-SBR系統中的N2O主要產(chǎn)生階段。


微電極系統的應用


首先進(jìn)行電極的極化。提前個(gè)12小時(shí)，打幵微電極主機，插上電極，將極化電壓調到開(kāi)始，過(guò)夜極化，將室內溫度控制在25度。將準備好的含有氧化亞氮飽和液的溶液0.1ml、0.2ml、0.5ml、以及2ml的N2O飽和水溶液加入到較量瓶中，放入電極，待信號穩定后測定，獲取N2O的標準曲線(xiàn)。攪拌階段，將電極放在反應器中固定，進(jìn)行在線(xiàn)測定。在廢水的曝氣階段，每間隔一段時(shí)間，取出水樣，立即放入電極進(jìn)行測定。利用微電極測定反應器中產(chǎn)生的溶解態(tài)氧化亞氮的濃度。

實(shí)驗結果


文章采用丙酸為唯一碳源，并且控制曝氣硝化階段濃度，實(shí)現了氮、磷高效去除的同時(shí)，兼顧了N2O的減量化控制；通過(guò)與傳統生物脫氮除磷工藝相比較，并對其減排效果進(jìn)行評價(jià)。研究表明相比于A(yíng)O-SBR系統，A2-SBR系統不但對低城市污水具有較好的處理效果，而且其污泥具有較好的沉降性能。A2N-SBR系統N2O產(chǎn)生量低的原因主要是由于曝氣硝化階段產(chǎn)生了較少的N2O，并且缺氧反硝化除磷階段幾乎沒(méi)有N2O的產(chǎn)生，并且以丙酸為碳源幾乎實(shí)現了缺氧反硝化階段的N2O零排放。

圖1、A2N-SBR系統工藝流程圖，該系統的運行周期一般為8h，容積交換比為80%。其過(guò)程是4L的污水首先進(jìn)入A2-SBR，經(jīng)過(guò)90min的厭氧反應和40min的沉淀，4L上清液流入N-SBR；在N-SBR中經(jīng)過(guò)150min分鐘曝氣后，氨氮全部轉換為硝酸鹽氮；經(jīng)過(guò)40min沉淀，富含硝酸鹽的N-SBR出水流入到儲水箱中；隨后儲水箱中的水進(jìn)入A2-SBR，開(kāi)始180分鐘的缺氧和30分鐘后的曝氣反應。其中A2-SBR和N-SBR的污泥齡在25d和50d左右。曝氣階段的DO濃度控制在1.5mg/L左右。

圖2、A2N-SBR系統中的COD、氮和磷的變化趨勢。從圖中可以看出在整個(gè)厭氧階段幾乎沒(méi)有N2O的產(chǎn)生。當富含氨氮的厭氧出水進(jìn)入系統后，N2O的產(chǎn)生量逐漸增加，并且在第60min的時(shí)候達到最大值0.15mg/L，隨后一直維持不變。而當富含硝酸鹽的N-SBR出水一加入到A2N-SBR系統中，N2O的產(chǎn)生量迅速升高，在第10min的時(shí)候達到最大值0.31mg/L，隨后迅速降低到0.15 mg/L。這主要是因為系統產(chǎn)生N2O中，釋放的N2O占主體；而在A(yíng)2-SBR系統中，產(chǎn)生的主要N2O為溶解態(tài)的，其在隨后的缺氧反應中很快被DPAOs還原。在后曝氣階段，N2O的產(chǎn)生量一直增加，最后達到最大值0.72 mg/L。

圖3、AO-SBR系統中的COD、氮和磷的變化趨勢。缺氧反應的開(kāi)始階段，COD和NO3-—N的濃度迅速降低到25.36 mg/L和0mg/L，而PO43—P的濃度逐漸上升到0.76 mg/L。AO-SBR缺氧階段的產(chǎn)生量很低，最高濃度只有0.01 mg/L，遠低于A(yíng)2-SBR缺氧階段的N2O最高產(chǎn)生量（0.32 mg/L）。這是因為AO-SBR利用外碳源丙酸進(jìn)行反硝化，而利用為碳源進(jìn)行反硝化。這說(shuō)明相比于外碳源丙酸進(jìn)行反硝化，以PHA為碳源進(jìn)行反硝化將明顯增加N2O的產(chǎn)生。

圖4、N-SBR和AO-SBR曝氣階段N2O的釋放來(lái)源?？梢钥闯?，自養反確化作用是產(chǎn)生的主要來(lái)源，貢獻率達到。然而在系統中，自養反硝化和異養反硝化都對的產(chǎn)生起貢獻作用，其中異養反硝化作用的貢獻率。

圖5、分別以乙酸和丙酸為碳源時(shí)和N2O和NO2--N的產(chǎn)生特征。從圖中可以看出，相比乙酸，丙酸能明顯降低反硝化除磷過(guò)程的N2O產(chǎn)生。當系統的碳源由丙酸改為乙酸后，N2O的產(chǎn)生量明顯升高，并且系統存在大量的積累。


總結


本論文對A2N-SBR系統處理低城市污水過(guò)程中污染物的去除效果的產(chǎn)生特征進(jìn)行了分析，確定了N2O的主要產(chǎn)生過(guò)程。A2N-SBR系統對低城市污水具有較高的處理效果。論文分析A2N-SBR系統處理低城市污水過(guò)程的N2O產(chǎn)生是使用了unisense微電極系統測試污水中溶解態(tài)的氧化亞氮，整個(gè)污水反應處理過(guò)程中的氧化亞氮都是采用微電極進(jìn)行在線(xiàn)監測的，說(shuō)明Unisense微電極系統在研究污水處理的過(guò)程中可以能夠實(shí)時(shí)的檢測污水中氧化亞氮產(chǎn)生的變化情況，從而為研究污水處理過(guò)程中氧化亞氮生成的機理提出給予了準確的數據支持。這也說(shuō)明unisense微電極系統在廢水處理研究中可以發(fā)揮重要的應用。