Page 188 - 《精细化工》2021年第8期

·1682· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

2.2 碱度对硝化反应影响 浓度逐渐趋于稳定（42.3 mg/L 左右）；出水硝态氮
2.2.1 碱度对硝化反应 pH 影响 则是在进水碱度较低（2~8 mmol/L）时质量浓度较
硝化反应在全程曝气模式下进行（图 2），大曝 高（23.2 mg/L），进水碱度较高（8.5~13 mmol/L）
气量为 2.8 L/min，反应时水温 23 ℃，不同进水碱 时质量浓度较低（12.6 mg/L）。结果表明，硝化反
度下硝化反应过程中的 pH 变化见图 4。从图 4 可以 应的进行需要足够的碱度，但过量的进水碱度会造
看出，随着碱度的增大，硝化液出水 pH 呈增大趋 成投加药剂浪费，且不会持续增加 AGS 的硝化能
势（pH 6.2~8.4）。在前 10 min 内 pH 均会小幅增大， 力。研究发现碱度为 9.5 mmol/L 时，氨氮去除率达
推测是曝气开始后水中铵离子被 AGS 快速吸附及 到最大值（80.9%），更高的碱度并不会取得更大的
二氧化碳被吹脱所致。10 min 后，pH 呈减小趋势。 氨氮去除率。
其中，当碱度小于 8 mmol/L 时，经过 80~150 min 2.2.3 碱度对硝化反应持续性影响
反应后出水 pH 逐渐减至 6.5 以下；而当碱度超过 不同碱度下硝化反应进行的程度见图 6。从图 6
9.5 mol/L 时，反应前后 pH 变化不明显，说明高碱度 可以看出，随着碱度的增大，硝化反应的持续时间
时形成的缓冲体系有效弥补硝化过程消耗的碱度。 会延长（50~150 min），当碱度高于 9.5 mmol/L 后硝
化反应持续时间几乎不变（约 140 min）。较高的起
始 pH 是维持硝化反应进行的必要因素，pH 下降到
一定值后（pH<6.2），硝化反应趋于停滞。较高的碱
度虽然能让硝化反应全程维持较高的 pH，但也会额
外增加运行成本。因此，当碱度为 9.5 mmol/L 时，
反应前后 pH 保持在 8 以上，150 min 的硝化反应可
以较好地兼顾运行成本及氨氮去除率二者的统一。

图 4 不同碱度下 pH 变化
Fig. 4 pH changes under different alkalinity

2.2.2 碱度对硝化效果影响
按 1.5 节进行实验，不同碱度下出水各态氮含
量变化见图 5。

图 5 不同碱度下出水各态氮含量变化
Fig. 5 Effluent nitrogen content under different alkalinity

从图 5 可以看出，随着碱度的增大，各批次实
验出水中氨氮质量浓度呈明显减小趋势（79.2~ 图 6 不同碱度下硝化反应的持续性
Fig. 6 Sustainability of nitrification under different alkalinity
19.2 mg/L），当碱度超过 9.5 mmol/L 后，出水氨氮
逐渐趋于稳定（21.5 mg/L 左右）。随着碱度增大，出 2.3 碳源投加对反硝化反应影响
水中亚硝态氮质量浓度呈增大趋势（0.6~45.1 mg/L）， 2.3.1 碳源质量浓度对反硝化反应出水 pH 的影响
但当碱度大于 9.5 mmol/L 后，出水中亚硝态氮质量 反硝化反应在曝停时间比 3∶7 模式下进行（图