硝态氮浓度对短程反硝化的反硝化速率影响研究

胡贝贝，张玉聪，万俊锋

(郑州大学 化工与能源学院 生态与环境研究实验室，河南 郑州 450001)

近年来，硝酸盐转化为亚硝酸盐的短程反硝化过程引起了人们的广泛关注。相对于传统反硝化[1]，短程反硝化是全程反硝化反应速率的 1.5～2倍[2]。在短程反硝化过程,在不同的初始硝态氮浓度条件下，反硝化速率有所不同。因此，以乙酸钾[3]作为碳源在有机物充足的条件下,加入不同的浓度硝酸根配成一定浓度梯度的氮源,测不同浓度条件下的亚硝态氮积累率以及反硝化速率。再通过采用双底物 Monod 方程[4]分析反硝化动力学,求解动力学参数，得到硝态氮与反硝化速率的方程。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

本实验以容积500 mL密封瓶为反应器来进行实验，瓶口有采样装置。实验过程中通氮气，利用氮气以保证反应过程无氧气存在以及混合液的均质性。实验采用的填料来自反应器培养的带污泥的聚氨酯海绵填料，反应器接种污泥取自培养的颗粒污泥具有良好生物脱氮性能。

1.2 方案分析方法

反硝化速率计算方法，反硝化速率以一段时间内硝酸根的消耗量计算(反应过程中亚硝酸根有生成也有消耗不易计算反硝化速率，其计算公式见式(1)。

(1)

N——填料个数,n。

(2)

式中q反——硝酸盐氮比反硝化速率，mg/(Lhn)；

q反max——最大比反硝化速率，mg/(Lhn)；

S——有机物(COD)浓度,mg/L；

KN——半饱和常数，mg/L；

KS——有机物(COD)的半饱和常数,mg/L。

2 结果与讨论

2.1 短程反硝化过程中亚硝态氮的积累

(3)

图1 反应器1号的变化曲线Fig.1 Change curve of No.1 reactor NAR

图2 反应器2号的变化曲线Fig.2 Change curve of No.2 reactor NAR

图3 反应器3号……