09外文资料中文译文

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1、新的战略：使用奥贝尔氧化沟法脱去生活污水中的氮文摘:一种半工厂规模的奥贝尔氧化沟操作了17个月来优化生活污水中的氮去除率，COD比值平均吸氮量占总2.7。特别关注溶解氧、混合的固体颗粒(MLSS)并返回激活回收利用污泥(RAS)结构比例。观察表明同步硝化和反硝化作用显著(SND)，平均总氮(TN)去除效率达到72%。溶解氧在外部，中间和内心的渠道的浓度分别为0.7 0.1,0.4毫克/升,分别在MLSS为5.5和易燃气体回收比例的150%的时候。虽然外部渠道在TN去除中占据主要角色，但是中间渠道不应该被忽视。反硝化潜力的可以在很低的DO时发挥起来。一些解释也试过了，在低DO时提高污泥沉降性。此

2、外,一系列简化批量测试都是做来确定的是否能做出实质性的贡献新微生物的性能氮的去除。结果表明,在这个奥贝尔中发现的SND更像是一种物理现象。关键词:氮的去除;Simultancous;低DO硝化反硝化细菌;MLSS;新细菌。介绍最近有关对对氮的去除的研究更大的是提高效率和在传统节能途径或走向识别新工艺(某些情况下与小说微生物)可以兑换的电离的氮无害的形式。所有对创新过程的努力必须满足下列要求：高去除效率;对现有设备最小的干扰(例如,低投资);以及简单技术(低操作成本)。同步硝化和反硝化作用,这意味着这两个过程发生在一样的时间和空间的优势,不仅节约也简化了坦克卷过程。常规活性污泥工艺总氮去除总是包

3、括几种浓度的溶氧反应,或仅仅在一个反应器中交替aerobidanoxic阶段。在非传统的流程中,对DO做浓度控制来获得硝化菌和反硝化菌(Bertanza,1997年)。 它被证明硝态氮在有氧条件下会发生和硝化作用也可能在较低的水平,可能做的和Langeland浓度(Rittmann,1985;lee等d,2001)。 然而,在非传统的方式中氮的消耗问题一直备受吸引。同时硝化和反硝化作用(SND)过程的现象在许多领域中都被观察到，从实验室走向规模大的领域。一个氧化沟(OD)是一种改良的活化污泥生物处理过程,采用了长固体停留时间(SRT),也可能是操作实现部分脱氮。OD的主要优势是以较低的操作性能

4、目标要求和运行成本实现氮的去除。在过去的二十年来,其中有超过一百家建立这种废水处理方法。到目前为止,有两种主要的方面解释了SND的机制:首先,物理解释：SND发生在DO在污泥和厌氧存在时的浓度发生变化时，反应器、搅拌等引起的配置模式(Furukawa苏达权等,1998;方法编委会和Littleton,2000年);其次,在生物学解释,被证明是正确的denitrifiers存在的有氧运动和异养nitrifiers 1998,10(罗伯逊等,1995年;粉碎机、苏达权等,1995),厌氧氨氧化(穆德等,1995年,d .d . Sliekers等,2003)或反硝化的自养nitrifiers ,1

5、995年(纹样等;施密特和船翻,1997年),能够部分,如果没有fidly,向他们解释未定义的氮损失在某些系统。最近,一范围的新的微生物过程得到氮去除描述和探讨实验室。不过,最近我们得知仍有许多问题在field-scale应用这些新程序,尤其是对严谨的环境微生物引起的生化途径。本研究旨在调查开发实用经济的方法来获得高氮的去除效率的一个试点Orb&氧化沟。这特定目标是:(1)确定的影响、混合酒悬浮固体物(MLSS)活性污泥浓度和回归(RAS)结构循环率对绩效的总氮(TN)拆卸,以及(2)过程中所扮演的角色微生物对TN去除系统hrther批量测试,并简单讨论SND的机制。1、材料和方法1.1一Or

6、bal氧化沟典型的Orhd OD以三闭环反应堆被提升。图1显示的原理图反应堆。部分回流污泥被泵首先抽到外面的渠道，然后流经中间，内在的部分污泥，在他们进入底部二次澄清之前，由于重力作用在水中的体积为100 L的港口附近配置 .三个渠道中的任意一个都是一个完全的混合反应器，利用泵在混合电路的强迫下无限循环的反应。在洞口的帮助下水平流动速度控制在平均0.01米/秒,这是广阔的洞利用示踪试验在先前测量纯水检查。混合器是用来阻止混合液体流下去。细空气difisers是安装在每个反应器的底部作为点的来源的曝气仪器,再加上淹没泵,刺激的point-aeration模式执行在fbll-scale中控室内由阀

7、瓣的植物。这个试点的反应池的体积是300L,外部,中间和内部通道分别占领155 L、83 L和62 L。在循环流动的内在通道的渠道内水力停留时间(HRT是控制在16.5小时。 340i WTW的在线检测和膜做调查(CellOx WTW)是每天都清洗并且每两周修订一次。利用手动调节送量的仪表证明了DO的规律。分离空气管道到不同的渠道,而产生的每一个通道气流速度调整后,根据相应的DO做设定值。反应器操作在室温20至26日之间,当温度没有低于18度时，没有具体行动可以控制反应器影响其温度。 1.2 培养和接种来自居住区里的化粪池中的生活污水给人们留下深刻印象的是高浓度铵(平均8 1毫克/升),同时较

8、低的COD(平均为220毫克/升)。每天早晨之间8:00到9:00废水集中于化粪池中，尽可能的保持其不断的流动 。废水的特点列于表1。这座反应堆的接种污泥来源于中国北京的酒仙桥市政污水处理厂,具有物去除氮和磷的微生物。在实验开始之前，这个反应堆需要进行三个星期的训化。1.3自养异养硝化作用的批次试验实际批量测试做完了,基于已知的生物化学的细菌能表现出自养反硝化和异养硝化,以确定这样的生物活性是否足够大，代表了一种在系统中必须考虑的实质性的氮的去除机制和作用。自养反硝化生物在2乘2的缺氧批量反映中都进行了测定,但在有氧条件下也检验到了有异养硝化菌的存在。1.4分析方法污泥样品在每10分钟3000

9、 r的离心机下从液体培养基中分离出微生物。每日的COD,NH4-N, NO3-N, NO2-N, MLSS,及SVI都是按照标准来进行分析 (APHA,1995)。2结果和讨论2.1整体性能这是在2004年5月份到2005年9月份进行的试验，通过不同的操作条件总结了10个阶段。见表2：由于微生物较高的痒利用率及渠道中较高的有机负荷,尽管氧气的的供给很充实但是DO的平均值还是很低。外部渠道的空气供给的可能产生硝化作用,然而低浓度的DO也会使硝态氮产生。在氧气耗竭的条件下更能促进氧气能量的开发和运作效率,可以降低能耗。在表2中总结了不同操作时期的TN去除率和氮含量。整个试验中亚硝酸盐的在废水中的积

10、累浓度总是低于0.2mg/L。之后资料收集,收回有效系统实现了一个拟定态。在第一到第二阶段,DO从用0.3,1.5和3毫克/升)到0.7至0.1,0.4毫克/升的相应的渠道内逐渐减少,那里没有显示任何不利的影响,而对硝态氮硝化作用在污水中浓度的降低,说明反硝化的提高。氮的去除效率从第一阶段的36%攀升到了第二阶段的53.4%.当DO在内部的浓度远远低于0.5 mg/L 时，铵的浓度为8.5 mg/L出现在废水中时，氮的去除效率退回到44.6% 。从图2中可以看出，通过三,五和六时期的对比可以看出，相同的DO情况下提高MLSS可以提高氮的去除效率。废水中硝态氮的含量从第三阶段的大约36毫克/升逐

11、渐下降到第六阶段的约25VI毫克/升。氨浓度一直低于1毫克/升左右。虽然在低浓度的DO水平，硝化作用仍然会发生。利用内生碳源强化脱氮似乎能更好的解释在高MLSS是条件下氮的去除效率。返回循环活性污泥法(RAS)结构比例被认为是另一个以最大限度地提高在氮的去除效率的重要因素。分别在0.7 0.1,0.4毫克/升相同水平的DO条件下,TN的去除效率从64.8%到68.7%增加了3.9%。与此同时，易燃气体回收的比例从100%增加到120%;进一步增加易燃气体回收比例为150%,3.4%。回收比为200%的易燃气体没能有利于氮的去除,而TN去除效率降到了65.3%。然而,很明显的是当硝态氮和易燃气被

12、送回到反应器时,反硝化工艺可提高到一个特定的程度。但是一旦d反硝化的潜力被充分的开拓,过多的易燃气会使反应堆作为一个完全混合反应器摧毁外部渠道形成的缺氧区。在X期间,进一步减少了水平内在的渠道内氯化铵的浓度到0.5毫克/升，在污水热时能显著上升到15mg/L,TN去除效率跌落到至少超过50%。已经证实了熟练地操作使用低浓度的DO、高MLSS, 增长的RAS是可以实用的,尤其当影响了COD / TN比,来实现氮的去除时。COD和硝态氮不会受到影响，但是TN会受到严重的影响。低的DO在某种程度上可以减少运行费用。利用内生碳源脱氮被认为可以解释TN的去除。在MLSS低于5.5%时污泥不会被浪费，只有

13、少量污泥被留在消除器中。图3描绘的COD和氮(TN、铵态氮和硝态氮)在阶段8下。为了在一个小的接触过程中探讨氮的去除机理,一个小的接触池停留时间是五分钟,暂时被添加到混合流体和RAS在他们进了外部渠道之前。因为稀释效果，混在一起的污泥，戏剧性的TN浓度81.1毫克/升减少到446毫克/升)是主要是。除了稀释效果，污泥吸附也可能是另一个原因，COD从200 降低到51毫克/升。图3显示在混合液体进入外部渠道，COD浓度下降到40毫克/升。由于氧化异养细菌和稀释效应的反应堆,很显然,从液体中获得碳源来进行反硝化会是有限的。COD只显示出变化此后,从中间的通道的物质当它被发现时已经衰竭经过8小时。在

14、外部，中间和内部发现总氮分别损失了1.2,7.5和2.8毫克/升。这表明,外部渠道贡献了最多的氮。低浓度的有机物质解释了这个现象。这是特别的重要的提高反硝化潜力的通道,在这种情况下,中间渠道的DO浓度降低为0.4毫克/升)和具体的治疗方法是激素替代疗法超过5小时,利用内生碳源进行反硝化作用会在MLSS 5.5mg/L下发生,相比之下,DO的1mg/L,3g/L的 MLSS的L和2至3小时停留时间在典型的Orbdwhcrc氮去除率的过程中被发现。换句话说,反硝化潜力中间的通道,不应该被忽视的优化总氮的降解性能。虽然内部通道只有仅占总氮的2.8mg/L的去除率。并保证在这里允许内部通道存在的旧的规

15、定实施，没有考虑过多的硝化作用。 2.2污泥体积指数(SVI)变化低F / M和低DO水平经验做本研究的过程,将自己的颈项做丝状约束。SVI和总氮的去除效率在视图4中显示。做DOO水平随之下降,TN去除效率增加、SVI表出一种倾向随着减少,从最初的约170到 115毫升/ g在优化氮去除率的表现中。令人惊奇的是低DO做能够提高污泥沉降特征,这是与许多目前的报告自相矛盾的。一些说明是试过了。首先,人们普遍认为丝状细菌有较低的动力学常数(我KJ与可以把优势地位絮状沉淀-在较低的条件下形成细菌做而引起的丝状约束。然而,在奥贝尔过程,尽管大量氧气被输入到渠道,高氧气吸收仍然导致微生物曝气条件下氧气被限

16、制,可能会使存在的突出的一部分(例如,做缺氧区浓度为零存在量与硝酸盐)在缺氧的情况下喜氧和厌氧。大多数的生物(微生物)絮凝剂能经发酵也取得，能量和无氧运动利用硝酸盐(呼吸来自两者都有在渠道和硝化助研)作为终端电子杂质。然而,因为他们的终点电子受体多数化疗-丝状细菌中描述的自养情况似乎有一个严格的呼吸新陈代谢,。作为一个结果,丝状细菌在选择了低浓度与突出存在的缺氧区。其次,尽管水平每个通道的速度使完全混合模式,in-series类型的奥贝尔过程可以体现反应器的优点克服这种丝状细菌。第三,它是假设,会有一些支持的数据,那微生物絮凝剂具有较高的利率过剩的基体上积累和存储丝状有机体。在漫长的激素替代疗

17、法和SRT这个实验可中,作为结果,允许一个足够长时间的内源性呼吸夺回自己的全板上的积累能力,并提出了竞争力微生物絮凝剂的优点丝状。2.3除氮的新奇细菌的批量测试一些批次试验得出的检验这种新奇的细菌,这是否可以公开展示异养硝化作用或氧反硝化,大到足够的程度,占据了实质性的SND机制中不应该被忽略分析了中试平台建设的池子。所有的实验在室温条件下进行(23 - 24C)。新鲜混合的液体是取自于内在的渠道在奥贝尔过程进行批量测试,只有大约20毫克/升的硝酸盐和亚硝酸盐(铵会低于1毫克/升)和40毫克/升COD。2.3.1自养反硝化缺氧批量测试已被观察到,当氨和亚硝酸盐是在场的同时溶解氧和可用的有机物质

18、都不在了,有些细菌能使用氨作为电子供体和亚硝酸盐作为电子受体(方程(1)。各项目功能显而易见。(1)首先应用该索尔反应在微生物的过程,即使产量的效率微生物是很低的。在奥贝尔过程,外部的渠道首先参与到流体中，一直保持较低的DO环境，加之较长的停留时间，这可能让这个反应发生。 新鲜污泥的样品来源于内层的渠道被用来分配给四个密封的玻璃器皿(标记1 - 4),每组都有其自身的工作容积为2L。氯化铵和亚硝酸钠,前者添加到反应堆3和4,后者主要是添加到反应堆2和4(表3),以得到铵像亚硝酸盐一样达到20mg/L 。反应堆1添加的控制也达到缺氧试验。 磁stirrers被用来提供足够的反应混合时间。原来的p

19、H值大约7,缺氧试验反应的进行而逐渐增加至7.20，到反应的尽头pH值达到7.2到57.50 。在PH值变化时无操控行为。样品在第一个小时内进行了两次，然后每一次进行6小时，40毫升每一次。长度与反应进行了数值计算预计在氮还原体积可观察出，在主要池子的外部渠道中,可以观察大约50%的氮在规定时间减少。2.3.2 对厌氧硝化/好氧反硝化的有氧批量测试一些异样生物,如Thisphueru,即可转换氨亚硝酸盐在有氧条件下,与能源的消耗量,此外,他们也可以进行好氧和厌氧反硝化。异养硝化和好氧通过Thisphaem反硝化可以解释为一瓶颈的电子传递氧气之中。当电子转移速率限制,氧是多余的电子流动,然后反硝

20、化硝酸盐和亚硝酸盐发生(反硝化)。不过,假如硝酸盐和亚硝酸盐都不存在,能量被用来异养硝化氧化氨。当氨和可降解基体同时存在时这个反应会发生。 同样的反应堆有氧测试被用在缺氧试验未被密封。压缩空气注入了反应堆来维持DO的浓度高于6mg/L。在有氧测试中没有控制pH值的操作,但是PH值从最开始的7.00到7.18到最后的6.85到7.05。氯化铵中加入了反应堆7号和8号去氨浓度为20毫克/升,醋酸钠,被添加到反应堆6COD浓度,8到得到对大约100毫克/升(表3)。反应器5的添加也不能达到反应器好氧测试的控制。反应时间为3小时。2.3.3批量测试数据分析和讨论 缺氧试验的结果都列在图5.在反应器1中

21、，硝酸盐占据了大部分氮，并且随着时间展现着下降的趋势，这可能是由于传统的异养菌的作用结果。在其他的三个反应器中，硝酸盐一直保持恒量，只有一点的增长。在反应器2中，硝酸盐从20.31降到了9.42mg/L。所以被认为传统的异养菌喜欢亚硝酸盐多于硝酸盐。除此之外，由于在不完全的缺氧区域，一些亚硝酸盐被认为是转化为了硝酸盐。反应堆被宣布注入了惰性气体，所以他也能给氧气提供入侵的机会。在亚硝酸盐存在下的硝酸盐的增长支持了上述假设。反应器4中只有2.59毫克/升的铵的消耗,甚至小于反应器3的3.17mg/L。异养菌的增长可能对铵的假设是一个满意的解释。通过对比反应堆2到4为亚硝酸盐消耗和反应器3到4为铵

22、消耗,没有任何证据充实证实了微生物的存在,可以利用氨和亚硝酸盐自养反硝化。测试的结果在图中都显示有氧运动。在反应堆5，几乎没有发生任何变化氮的物种,但是在反应堆6的加入导致略有醋酸硝酸的减少从24.73mg/L到22.77mg/L。在反应堆7中,铵硝化作用发生,还有无机氮损失2.5毫克/升,从46.78 减少到44.28毫克/升。在反应器8中,在氨和醋酸盐存在的条件下，总无机氮从48.05mg/L 到 44.24 mg/L丢失了3.81毫克/升。 对比反应堆7和8,显示出加入醋酸的硝化速率较慢。考虑采取控制试验的反应器6和7成,没有明显的数据证明在反应器8中有异氧的消化和反硝化反应存在。一般来说,缺氧和有氧的两批测试没有给出令人信服数据能强有力地支持上述提到的新奇细菌的存在, 在这个奥贝尔过程，这些细菌的作用氮气去除不能忽略。3结论SND工艺已经被证实节能效果显著,与现有的没有新的建设设施的相比。非常好的出水质量,特别是总氮有可能被熟练的操作。SVI控制也被增强。以DO,MLSS和RAS为基础的战略在有长期的可靠的实验数据和已经证实了的能提高TN的去除效率，尤其是在治理低的COD/TN的奥贝尔氧化沟法中逐渐发展。通过简化的化验、批量测试使人们相信SND是个物理现象而不是一个微生物现象。这是微生物和曝气反应器引起的作用。11