锰负载固相碳源在处理生活污水中脱氮性能研究

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2021-1220

摘要/Abstract

摘要：

生物强化脱氮技术是城镇污水处理厂重点关注的技术之一，现有大量研究表明改性填料可以增强污水生物脱氮效果。制备了一种锰负载丝瓜络填料，构建以锰负载丝瓜络为生物载体的生物滤池系统，应用同步硝化反硝化（SND）技术处理模拟低碳氮比生活污水，考察反应器的启动及一系列C/N条件下系统脱氮性能的变化情况。结果表明，系统运行20 d后，实验组和对照组总氮去除率分别可达39.92%和60.07%左右，实现了SND的启动；且在反应器启动阶段，实验组COD、NH₄ ⁺-N、TN平均去除率均高于对照组，分别提高了4.61%、20.09%、16.31%。在DO=（4.0±0.5） mg/L、HRT=12 h，进水C/N=5的条件下，实验组NH₄ ⁺-N、TN平均去除率分别可达88.95%、64.98%，相较对照组分别提高9.72%、10.84%。可见锰负载物可提高污水处理中NH₄ ⁺-N、TN以及COD的去除效果。

关键词: 丝瓜络, 锰, 同步硝化反硝化, 生物滤池, 固相碳源

Abstract:

Biological enhanced nitrogen removal technology is one of the key concerns of urban sewage treatment plants. A large number of existing studies show that modified fillers can enhance the effect of biological nitrogen removal. We have prepared loofah/MnO _x fillers biological carriers for constructing biological filter systems. Simultaneous nitrification and denitrification（SND） was applied to treat simulation low carbon and nitrogen ratio domestic sewage. The effects of reactor startup and different C/N ratio on the denitrification performance of the system were investigated. The results showed that after hanging 20 days，the total nitrogen removal rates of control and trail group could reach 39.92% and 60.07%，respectively，which means that SND startup was complete. And at this stage，the average removal rate of COD，NH₄ ⁺-N，TN in trail group was higher than that in the control group，they increased by 4.61%，20.09% and 16.31% respectively. With DO，HRT and C/N of （4.0 $±$ 0.5）mg/L，12 h and 5，the NH₄ ⁺-N and TN highest removal rates of trial group were 88.95% and 64.98%，which were 9.72% and 10.84% higher than that in the control group. It could be seen that manganese loading could significantly improve the removal rate of ammonia nitrogen in sewage treatment.

Key words: loofah, manganese, simultaneous nitrification and denitrification, biological filter, solid carbon source

中图分类号:

X703.1

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https://www.iwt.cn/CN/Y2022/V42/I9/101

图/表 7

表1 启动阶段模拟废水水质

Table 1 Simulated wastewater quality

水质指标	$C O D$	$T N$	NH₄ ⁺-N	NO₃ ^--N	NO₂ ^--N	$T P$	$p H$
质量浓度/（mg·L^-1）	90	$30 ± 0.10$	$30 ± 0.50$	$0 ± 0.15$	0	4	$7.5 ± 0.5$

表1 启动阶段模拟废水水质

Table 1 Simulated wastewater quality

水质指标	$C O D$	$T N$	NH₄ ⁺-N	NO₃ ^--N	NO₂ ^--N	$T P$	$p H$
质量浓度/（mg·L^-1）	90	$30 ± 0.10$	$30 ± 0.50$	$0 ± 0.15$	0	4	$7.5 ± 0.5$

图1 实验装置 1—曝气泵；2—曝气盘；3—配水箱；4—进水蠕动泵；5—填料；6—ABS穿孔板；7—出水口；8—水箱排水口；9—底部排泥口

Fig. 1 Experimental equipment

图2 丝瓜络/MnO _x 材料SEM和能谱分析

Fig. 2 SEM and energy spectrum analysis figures of loofah/MnO _x

图3 挂膜启动期间COD、NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、NO₂ ^--N变化情况

Fig.3 COD，NH₄ ⁺-N，NO₃ ^--N and NO₂ ^--N changes during the start-up phase of hanging film

图4 系统A、B启动阶段TN去除效果

Fig. 4 TN removal effect of system A and B during start-up

图5 系统A、B实验期间

C O D

、NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、NO₂ ^--N变化情况

Fig. 5 COD，NH₄ ⁺-N，NO₃ ^--N and NO₂ ^--N changes during the experiment

图5 系统A、B实验期间

C O D

、NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、NO₂ ^--N变化情况

Fig. 5 COD，NH₄ ⁺-N，NO₃ ^--N and NO₂ ^--N changes during the experiment

图6 系统A、B实验期间TN的去除效果

Fig. 6 TN removal effect in system A and B during the experiment

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