《表2 垃圾渗滤液及其水解酸化液的性质及其作为碳源时的反硝化效果》

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《垃圾渗滤液补充反硝化碳源强化脱氮效果》


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注:VFAs/SCOD、乙酸/SCOD与丙酸/SCOD中的VFAs、乙酸、丙酸的单位为mg·L-1(以COD计),SCOD的单位为g·L-1;VFAs、乙酸、丙酸、丁酸以COD计,最大比反硝化速率以MLSS计。

如表2所示,虽然垃圾渗滤液的SCOD浓度(17.8 g·L-1)仅为垃圾渗滤液水解酸化液的14.5%,但其中含有的易生物利用的VFAs(主要为乙酸)与SCOD的比值,即VFAs/SCOD却高达354.8,高于垃圾渗滤液的水解酸化液。因此。在相同COD投加量的初始条件下,垃圾渗滤液可以提供更多的VFAs用于反硝化,从而达到更高的比反硝化速率和NO3--N去除率。而经过3 d的水解酸化后,水解酸化液的SCOD浓度升高(120~125 g·L-1),可见,垃圾渗滤液中含有的颗粒性有机物水解产生了大量溶解性有机物。虽然2种pH条件下产生的SCOD差别不大,但pH=11条件下的水解酸化液中VFAs浓度却不到pH=8条件下的20%,且比垃圾渗滤液中VFAs总量低。其原因可能是,经过水解酸化产生的VFAs被产甲烷菌所利用,VFAs的消耗速率大于产酸速率[22]。MA等[23]发现,碱性条件能促进剩余污泥的水解过程产生更多的SCOD,但是中性条件(pH=7)比碱性条件(pH=11)更有利于提高VFAs的产量。然而,在本研究中,相对较高的VFAs/SCOD并未使pH=8条件下的水解酸化液获得更高的NO3--N去除率,其原因可能在于该条件下产生的水解酸化液中含有大量的丙酸(丙酸/SCOD=73.2),其含量是碱性水解酸化液的10倍以上[24]。据报道[25-26],从代谢途径的复杂程度来看,反硝化菌优先利用乙酸作为碳源,其次是丁酸和丙酸。宋成康等[27]发现,在相同碳源浓度的条件下,以丙酸为碳源的反硝化系统的脱氮效率仅为41.9%;而以乙酸为碳源的系统脱氮效率可高达97.6%,且丙酸和乙酸1∶1混合碳源的系统硝态氮还原速率仅为乙酸为单一碳源时的18%。这说明丙酸的存在不利于反硝化脱氮。此外,2种水解酸化液为碳源时NO2--N浓度的变化趋势较为一致(如图3 (b)所示) ,均在前30 min内达到最高(4.5~6.5 mg·L-1)后逐渐下降,且碱性水解酸化液为碳源时的NO2--N积累量相对略高。