喷射环流反应器处理垃圾渗滤液的硝化特性研究

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2022-0329

摘要/Abstract

摘要：

采用喷射环流反应器处理实际垃圾渗滤液，重点研究了系统的氨氮硝化性能，分别考察了游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）对氨氧化菌（AOB）和亚硝态氮氧化菌（NOB）活性的影响。结果表明，AOB菌群活性在FA质量浓度<6.5 mg/L、FNA质量浓度<0.1 mg/L时不受影响；在FNA质量浓度>0.1 mg/L时受到一定抑制但仍有较大活性。NOB菌群活性在FA质量浓度<3 mg/L且FNA质量浓度<0.01 mg/L时基本不受影响；在FA质量浓度>3 mg/L或FNA质量浓度>0.01 mg/L时受到明显抑制，且抑制作用随FA、FNA浓度升高呈增大趋势。碱度（碱度/氨氮需>7 g/g）对AOB有较大影响，而对NOB基本无影响。喷射环流反应器的氧转移效率可达45%，硝化速率可达0.06 g/（g·d），相较于传统MBR硝化单元具有氧转移效率和硝化效率高、水力停留时间短、占地面积小、能耗低的优点。

关键词: 喷射环流反应器, 游离氨, 游离亚硝酸, 氧转移效率, 硝化速率

Abstract:

The biological system of jet loop reactor was used to treat the actual landfill leachate. The ammonia nitrogen nitrification performance of the system was emphatically studied. The effects of free ammonia（FA） and free nitrite（FNA） on the activity of ammonia oxidizing bacteria（AOB）and nitrite oxidizing bacteria（NOB） were investigated respectively. The results indicated that the activity of AOB flora was not affected when FA mass concentration was less than 6.5 mg/L and FNA mass concentration was less than 0.1 mg/L. When the mass concentration of FNA was greater than 0.1 mg/L，it was inhibited to some extent but still had greater activity. The activity of NOB flora was not affected when FA mass concentration was less than 3 mg/L and FNA mass concentration was less than 0.01 mg/L. When FA mass concentration was more than 3 mg/L or FNA mass concentration was more than 0.01 mg/L，its activity was significantly inhibited，and the inhibition increased with the increase of FA and FNA concentration. Alkalinity（alkalinity/ammonia nitrogen should be more than 7 g/g） had a great influence on AOB，but had little influence on NOB. The oxygen transfer efficiency of the jet loop reactor could reach 45%，and the nitrification rate could reach 0.06 g/（g·d）. Compared with the traditional MBR nitrification unit，the jet loop reactor had the advantages of high oxygen transfer efficiency and nitrification efficiency，short hydraulic retention time，small floor area and low energy consumption.

Key words: jet loop reactor, free ammonia, free nitrite, oxygen transfer efficiency, nitrification rate

中图分类号:

X703

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https://www.iwt.cn/CN/Y2023/V43/I2/154

图/表 8

图1 实验装置

Fig. 1 Experimental unit

表1 系统运行参数

Table 1 System operating parameters

阶段	运行时段/d	渗滤液稀释倍数	进水氨氮/（mg·L^-1）	pH	水温/℃	游离氨/（mg·L^-1）	MLVSS/（g·L^-1）
Ⅰ	3~10	10	180±50	7.0	15.0±2.0	<0.5	2.35
Ⅱ	11~17	4	450±100	7.0~8.0	20.0±2.5	1.2~6.4	2.48
Ⅲ	18~28	2	950±150	7.0~7.5	22.0±2.0	1.7~3.8	2.38
Ⅳ	29~35	6	300±50	7.0	18.0±2.6	0.5~2.0	2.25

图2 不同阶段喷射环流反应系统硝化特性

Fig. 2 Nitrication characteristics of jet loop reactor system at different stages

图3 碱度/氨氮、NO _x^--N、FA、FNA和反应速率的变化

Fig. 3 The change of alkalinity/ammonia nitrogen，NO _x^--N，FA，FNA and reaction rate

图4 不同阶段FA质量浓度对SAOR和SNaPR的影响

Fig. 4 The effect of FA mass concentration on SAOR and SNaPR at different stages

图5 不同阶段FNA质量浓度对SAOR和SNaPR的影响

Fig. 5 The effect FNA mass concentration on SAOR and SNaPR at different stages

图6 不同阶段氧转移效率变化

Fig. 6 Changes of oxygen transfer efficiency at different stages

表2 喷射环流反应器和MBR硝化单元设计参数对比

Table 2 Comparison of design parameters between jet loop reactor and MBR nitrification unit

设计参数	喷射环流反应器	MBR硝化单元
氧转移效率/%	45	20
硝化速率/（g·g^-1·d^-1）	0.06	0.04
水力停留时间/d	4.75	7.11
占地面积/m²	39.6	88.9
有效水深/m	12	8
供气量/（m³·min^-1）	11.33	25.45
风机扬程/m	6	8
风机总功率/kW	22	55
射流泵流量/（m³·h^-1）	400	300
射流泵扬程/m	22	15
射流泵总功率/kW	36.8	22
合计功率/kW	58.8	77

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