选择进水氨氮浓度为126mg/L,pH=7,缺氧段DO浓度控制在0.2mg/L,好氧段曝气量保持恒定,各指标变化如图2、图3。
COD及NH3-N浓度随着缺氧搅拌,好氧曝气反应的进行,整体浓度不断下降,其中,COD在第360min(图2 A点)去除率为75%,但我们发现在NH3-N浓度在缺氧搅拌阶段中出现反弹上升(图2 C点),这可能是由于在缺氧反硝化过程中亚硝酸盐和硝酸盐通过反硝化细菌将一部分NO2- 和NO3- 还原为NO、N2O、N2等物质,即异化作用;而另一部分NO2- 和NO3- 则又被还原成NH3-N供新细胞合成之用,氮成为细胞质的成分,此过程可称为同化反硝化。因此,图中C点对应时间也可粗略作为缺氧段反应时间,好氧段反应至480min附近(图2 B点),NH3-N去除率达95.65%。
由图3知,缺氧段反应开始后,DO浓度迅速降至0.3mg/L,并始终维持在0.2 mg/L,240min后进入好氧曝气段,反应开始15min后,DO迅速升高至2.7mg/L,这是由于缺氧期反应器内的DO很低,反应开始时供氧速率远远大于异养菌的耗氧速率(OUR)所致。在COD去除过程中,DO缓慢下降,当COD降至难降解部分时(图2 A点:第360min左右),DO也降至1.8mg/L(图3 A点),在随后15min内DO有一个明显、迅速地上升至2.8mg/L,这可能是因为COD降解至难降解部分时,异养菌无法再大量摄取有机物,造成供氧大大高于异养菌OUR,所以会出现DO都迅速上升的现象。尔后,反应器内硝化菌开始大量的进行新陈代谢,开始进行硝化反应,其硝化速率随着氨氮的降解不断减小,所以耗氧速率小于供氧速率,DO不断上升直至硝化结束。在硝化反应大致结束时(图2 B点:第480min左右),DO又出现一次较为明显的上升(图3 B点),此后DO缓慢上升基本变化不大。DO出现第二次跳跃是由于自养菌去除氨氮的过程已经基本结束,自养菌的OUR也接近零,曝气量恒定的条件下,供氧速率远远大于耗氧,使DO又一次迅速大幅上升。随着DO浓度的增加氧转移速率及供氧速率也逐渐随之减小,当自养菌、异养菌内源呼吸的OUR与供氧速率相等时,DO浓度就又表现出新的平衡。
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