同步硝化反硝化试验条件的优化
同步硝化反硝化试验条件的优化
吴建宇 李绍峰3 黄君礼1
[1]哈尔滨工业大学市政环境工程学院, 黑龙江哈尔滨150090 [2]深圳市建筑设计研究总院有限公司, 广东省
深圳市518031 [3]深圳职业技术学院建工系, 广东深圳518055
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摘要：本文利用正交试验的方法确定了同步硝化反硝化影响因素的主次顺序，为同步硝化反硝化的工程应用提供理论参考。试验采用3000mL 的小型自制反应器，通过对三个因素（DO 浓度、C/N比和MLSS ）及每个因素三个水平的试验考察，运用统计学的分析方法，确定了本试验因素的主次顺序为：DO 浓度，C/N比，MLSS 。
关键词：同步硝化反硝化 溶解氧 碳氮比 污泥浓度 正交实验
Abstract :In this thesis, the simultaneous nitrification denitrification (SND) was been researched, and the importance of ingredient about SND was studied by orthogonal experiment. The result of this experiment also can be referenced in the engineering.This experiment use 3000ml beaker as reactor, use statistical method, determined the main-secondly factor about the experiment by research three factors (DO, C/N, MLSS), and three levels of each factor is: DO ， C/N， MLSS。
同步硝化反硝化(simultaneous nitrification denitrification,缩写SND) 工艺是指硝化与反硝化反应同时在同一反应器中完成。这个工艺技术的开发充分利用了反应器供氧不均匀的客观现象。通过控制生物硝化与反硝化的反应动力学平衡来实现。
本试验采用小型自制反应器（体积3000mL ）, 根据试验需要配制相应浓度模拟生活污水, 污泥取自正在运行的小试反应器, 反应结束后, 用定量滤纸将混合液过滤后测定各指标浓度。
1．正交试验
根据影响同步硝化反硝化的单因素试验结果及以往对同步硝化反硝化研究的基础上, 我们设计一组三因素三水平的正交试验L(33）, 共计9次试验, 试验方案及结果见表二。
表一 因素水平表
A B C
溶解氧浓度(mg/L) 碳氮比 污泥浓度(mg/L)
1 0.5 6.7 1634 2 0.2 23.6 2946 3 2.5 33.3 4137
k
0.80.70.60.50.4
A
2
A 1
A 3
B 1
B 2B 3
C 1
C 2
C 3
因素水平
图1 平均总氮去除率k与因素水平的关系图
2. 实验结果的分析
从表二的计算结果和图1的趋势可以看出：
1. 溶解氧浓度为0.5mg/L时, 总氮去除率最高；
2. 碳氮比越高, 总氮去除率越高, 实验中以碳氮比为33.3时为最好； 3. 污泥浓度越高, 总氮去除率越高。
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因此，可以确定最优的水平组合为A 1B 3C 3（第3号实验）。
通过表二，比较3个因素的极差R ，可见因素A 的极差最大，因素B 次之，而因素C 最小；极差越大，反映该因素的水平变动时，指标的变化越大，即该因素对指标的影响愈大。由此可得本实验因素的主次顺序：A ，B ，C 。
通过直接分析和计算分析都得到同步硝化反硝化最好的组合A 1B 3C 3。
A 因素是主要因素，即DO 浓度对同步硝化反硝化效果有显著影响，因此建议实际工程中应优先控制好DO 浓度在最佳范围0.5mg/L左右。与传统活性污泥法相比，这在实际工程中意味着减少供气量，在动力消耗上节省了运行费用，因而这一结果有很重要的实际意义。 对传统活性污泥系统，低DO 易导致污泥膨胀的发生，当然，对于MBR 还需要长期试验运行来检验，以确定合适的DO 浓度。
B 因素是次要因素, 即C/N对同步硝化反硝化效果也有显著影响。从实验分析可知，随C/N的升高，TN 的去除率也随之升高。但生产实践中也不能因此一味的提高C/N，因为实际废水处理中，当碳源不足时，提高C/N意味着需要另投加有机碳源，这不但会造成二次污染，而且从经济性方面考虑也是不合理的，是控制同步硝化反硝化的下策。
C 因素是再次要因素，即MLSS 对同步硝化反硝化效果影响较小。试验中虽然得到了随MLSS 的增加，对TN 的去除率略有影响，但考虑到MLSS 的增加也相应的增加了DO 的消耗，因此建议实际工程中不应该一味追求高MLSS ，而应该根据废水性质、供氧能力及膜污染状况等实际情况，确定一个最大MLSS 值。
参考文献
1 邹联沛, 刘旭东, 王宝贞.MBR 中影响同步硝化的生态因子. 环境科学.2001,22(4):51～55
2 高延耀, 周增炎等. 生物脱氮工艺中的同步硝化反硝化现象[J].给水排水,1998, （12） 3 李丛娜, 吕锡武, 稻森悠平. 同步硝化反硝化脱氧研究[J].给水排水,2001, （1）
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