Page 189 - 《精细化工》2021年第8期

第 8 期 曾敏静，等: 碱度及外投碳源浓度对好氧颗粒污泥脱氮效果影响 ·1683·

2），小曝气量为 0.6 L/min，反应时水温 23 ℃，不同 速增大，此时碳源消耗率小于 65%，说明过度投加
碳源质量浓度下出水 pH 的变化见图 7。从图 7 可以 碳源不仅不会增加脱氮效果，还会造成药剂浪费。
看出，反硝化反应开始后 pH 迅速上升，在前 20 min
大幅提升，且外投碳源质量浓度越大，上升的 pH
越高。此后，随着反应的进行 pH 先波动，后缓慢
下降。其中，当碳源质量浓度为 105 mg/L 时 pH 下
降最为明显，其余投加浓度下 pH 变化不大。推测
原因是，反应开始时 AGS 的反硝化速率最高，在
0~10 min 迅速产生大量碱度使 pH 上升。10 min 后，
反应器内 pH 有小幅减少，推测其原因是反硝化作
用的减弱及反应生成的水导致 pH 的降低。

图 7 不同外投碳源质量浓度下 pH 变化 图 8 不同外投碳源质量浓度下出水各态氮质量浓度变
Fig. 7 pH change under external carbon sources with 化（a）和出水剩余碳源质量浓度变化（b）
different mass concentration Fig. 8 Change of effluent nitrogen mass concentration (a)
and change of residual carbon source mass
2.3.2 外投碳源质量浓度对反硝化脱氮效果影响 concentration (b) under external carbon sources
with diferent mass concentration
不同碳源质量浓度（以 COD 计）对反硝化脱氮
效果的影响见图 8。从图 8 可以看出，随着外投碳 2.4 碱度与外投碳源对硝化-反硝化耦合反应的影响
源质量浓度的增加，出水氨氮质量浓度变化不大（图 固定外投碳源质量浓度为 280 mg/L，不同进水
8a），维持在 12.0 mg/L 左右；出水亚硝态氮质量浓 碱度下，出水 pH 在前 150 min 曝气段内均呈减少趋
度呈明显减小趋势（38.8~16.2 mg/L），当外投碳源 势（图 9a），在反硝化段内迅速上升、甚至超过 9.0，
质量浓度大于 280 mg/L 后，出水亚硝态氮质量浓度 但在最后 60 min 曝气段内 pH 快速减至 9 以下。不
维持在 16.2 mg/L 左右。相比之下，出水硝态氮浓 同碱度下，好氧-缺氧-好氧段内各污染物的变化趋
度始终维持在较低水平（1.1 mg/L 左右）。出水 TIN 势相似（图 9b~d）：前 150 min 好氧段内氨氮质量浓
变化趋势与亚硝态一致，即其质量浓度随着碳源质 度持续减小，150~300 min 缺氧段内氨氮质量浓度几
量浓度增加而减小，对应的去除率不断增大，但当 乎不变，最后 60 min 好氧段内氨氮质量浓度继续减
外投碳源质量浓度大于 280 mg/L 后，出水 TIN 质 小；前 150 min 内亚硝态氮及硝态氮质量浓度不断
量浓度维持在 28.4 mg/L 左右，其去除率稳定在 增大，150~300 min 内二者持续减小，最后 60 min
71.6%左右。显然，碳源投加有利于反硝化过程，但 内趋于稳定；前 60 min 内 TIN 质量浓度明显减小，
是投加质量浓度大于 280 mg/L 后，TIN 去除率不再 60~150 min 内趋于稳定，此后持续减小。9.5 mmol/L
提高。 碱度下，缺氧段（150~300 min），碳源质量浓度均
随着外投碳源质量浓度的增大，出水剩余碳源 由 280 mg/L 逐渐降至 50 mg/L 左右（图 9e），再经
质量浓度整体呈增大趋势（图 8b）。当碳源质量浓 历 60 min 的好氧段后，最终出水剩余碳源质量浓度
度小于 280 mg/L 时，出水剩余碳源质量浓度维持 均在 20 mg/L 以下。随着碱度的增大，AGS 的同步
在 76.0 mg/L 以下，碳源消耗率高于 70%，说明外 硝化反硝化能力不断增强，但其内源硝化反硝化脱
投碳源被反硝化反应充分利用。然而，当投加碳源 氮能力有限，如：150 min 时 3 种进水碱度下 TIN 的
质量浓度大于 280 mg/L，出水剩余碳源质量浓度迅 去除率分别为 14.5%、18.5%及 27.7%，300~360 min