0.5t/h一体化污水处理设备

     随着对环境质量要求的提高，氮污染控制日益严格，生物脱氮技术不断得到了深入研究和广泛应用.有研究表明生物脱氮过程中氮转化的气态产物不仅仅是N2，而且还有N2O等气态产物.其中，N2O是一种强效温室气体，其增暖效应是CO2的270倍左右，而且在大气中的留存时间较长(平均寿命为150 a)[3, 4].因此，近年来生物脱氮过程中N2O的释放引起国内外学者的广泛关注，废水生物脱氮过程被认为是N2O的一个重要的人为排放源.

目前关于废水脱氮中N2O产生的研究主要是考察一些具体的影响因素，如碳氮比、DO、pH和曝气速率等对N2O产生量的影响.但是关于不同A/O系统中N2O的产生与释放的研究还鲜见报道.而现行实际的污水脱氮工艺主要分为单级A/O工艺和多级A/O工艺两大类，如SBR、CASS、A/O、A2/O等一般为单级A/O工艺，而氧化沟、百乐卡(biloak)等为多级A/O工艺.因此，研究单级和多级A/O脱氮工艺中氮的去除效果及N2O转化率的差异，对于脱氮方法的实际应用、优化生物脱氮技术及有效去除氮污染具有重要意义.

1 材料与方法1.1 研究方法与试验装置

本研究中的单级A/O和多级A/O工艺均采用SBR反应器模拟运行.本试验装置如图 1所示，由1号和2号反应器组成，其有效容积均为15 L，它们的运行周期为3 h，其中反应140 min，沉淀35 min，排水5 min. 1号反应器为单级A/O工艺，其反应时间包括缺氧70 min (前2 min完成进水)，好氧70 min. 2号反应器为多级A/O工艺(模拟氧化沟工艺)，其运行方法是将140 min的反应时间等分为5个小周期，每个小周期为一个小循环(相当于氧化沟的一个循环)，每个小周期进水一次，曝气4次，曝气时间间隔6min，每次曝气1min.该方法模拟氧化沟的平均循环比为17，一个循环时间为28 min，含有4个A/O分区[13].因而，2号反应器的一个周期可以形成20个A/O分区. 1号和2号反应器在一个周期内缺氧时间和好氧时间相同，皆为70 min.两个反应器的运行参数为HRT=12 h、SRT=30 d、MLSS=(2 300±100) mg·L-1，运行温度维持在25℃左右.

1.2 试验用水

试验用水采用人工配水，水质主要组分类似城市污水，水质组成成分为：淀粉(以COD计)300 mg·L-1，NH4Cl (以N计)40 mg·L-1，KH2PO4(以P计) 6 mg·L-1，NaHCO3 470 mg·L-1(用来调节碱度)，微量元素溶液1 mg·L-1(废水)，微量元素溶液用蒸馏水配制，其主要组分为：CuCl2·2H2O 35 mg·L-1;NiCl·6H2O 36 mg·L-1;MgSO4·7H2O 5 000 mg·L-1;FeCl2·4H2O 6 000 mg·L-1;CoCl2·4H2O 880 mg·L-1;ZnSO4·7H2O 100 mg·L-1;MnCl2·4H2O 500 mg·L-1.

1.3 污泥的培养与驯化

试验所用污泥取自西安市第五污水处理厂的曝气池中，试验研究前在反应器中对所取的污泥利用人工配水进行几个污泥龄的培养驯化.

1.4 分析项目及检测方法

运行稳定时，两个SBR反应器整体密闭，1号反应器间隔10 min取一次水样和气样;2号反应器间隔7 min取一次水样和气样.

1.4.1 DO、pH及水质参数的测定

DO、pH分别采用HANNA溶解氧仪和雷磁pH/ORP测定仪测定.试验测定的主要水质指标为COD、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TN、TP，同时对微生物进行镜检并定期测定污泥的SV、MLSS、SVI等指标，以反映污泥性状.各指标的检测方法依据文献.

1.4.2 氧化亚氮(N2O)的收集与测定

在密闭的反应器上部装有带抽气泵的采样袋，将气体收集在采样袋中，收集的样品在24 h内进行分析. N2O采用GC-ECD (PE-600，美国)进行测定，所采用的色谱柱为Poropak Q柱，载气为高纯氮气，色谱条件为：载气流速30 mL·min-1、进样口温度50℃、柱温50℃、检测器温度360℃.