pH值反應(yīng)過程中也呈現(xiàn)出一些變化特點(diǎn),缺氧攪拌過程中pH值緩慢上升,是由于反硝化的過程中不斷地產(chǎn)生堿度,見式(1),(2)直至好氧反應(yīng)開始,
NO2- + 3H(電子供體有機(jī)物) 1/2N2 + H2O + OH- (1)
NO3- + 5H(電子供體有機(jī)物) 1/2N2 +2H2O + OH- (2)
在COD降解過程中pH值由7.35不斷大幅度上升至第360min的8.26(圖3 A點(diǎn)),這是因?yàn)椋孩佼愷B(yǎng)微生物對有機(jī)底物的分解代謝和合成代謝的結(jié)果都要形成CO2,CO2溶解在水中導(dǎo)致pH下降,但是曝氣不斷地將產(chǎn)生的CO2吹脫,這就引起了pH不斷地大幅上升;②好氧降解廢水中的有機(jī)酸引起pH的不斷上升。當(dāng)COD降解停止時(圖2 A點(diǎn)),pH曲線開始不斷下降,這是因?yàn)橄趸磻?yīng)過程中產(chǎn)生了H+ 見式(3)。
NH4+ + 3/2 O2 NO2- + H2O + 2H+ (3)
pH的下降一直進(jìn)行至第420min左右的7.85,此時硝化反應(yīng)基本停止或結(jié)束(圖2 B點(diǎn)),然后pH會迅速上升,繼而維持不變或在硝化反應(yīng)結(jié)束時就基本維持不變(圖3 B點(diǎn))。pH迅速上升的原因是因?yàn)閴A度含量大于硝化所需,曝氣吹脫了CO2;pH在硝化反應(yīng)停止時基本變化不大,是因?yàn)閴A度不足或沒有剩余。
以上可知,COD及NH3-N去除過程中的變化與DO及pH的變化時間上基本吻合呈現(xiàn)對應(yīng)關(guān)系,并可作為攪拌、曝氣反應(yīng)控制參考時間。
2.2 不同進(jìn)水COD對SBR反應(yīng)的影響
試驗(yàn)反應(yīng)器初始進(jìn)水NH3-N濃度不變,均為126 mg/L左右,改變進(jìn)水COD濃度分別為2178.48 mg/L、1530.71 mg/L和889.95 mg/L,進(jìn)水pH為中性,曝氣量保持恒定,其中進(jìn)水COD = 889.95 mg/L時,缺氧攪拌為120 min。

隨著COD濃度的降低,反應(yīng)時間明顯縮短(圖4),進(jìn)水COD=1530.71mg/L,曝氣反應(yīng)90min時,COD去除率即達(dá)72.10%。當(dāng)進(jìn)水COD=889.95 mg/L,缺氧攪拌減為120min,曝氣反應(yīng)90min時,COD去除率已達(dá)76%。在SBR進(jìn)水氨氮濃度保持不變條件下,COD濃度的增加只會相應(yīng)地延長SBR的反應(yīng)時間。
不同進(jìn)水COD條件下,好氧段DO的變化規(guī)律(圖5)與前述(圖3)基本相同,可以看出,曝氣反應(yīng)開始15 min左右時DO值有很大差別,COD濃度越高,DO值越低,二者有很好的相關(guān)性。在COD濃度為889.95 mg/L時,反應(yīng)15 min左右DO值就升到4.2 mg/L;而COD濃度為2171.48 mg/L時,反應(yīng)15 min時的DO值僅為2.7 mg/L。隨著進(jìn)水COD的增加,DO第一個跳躍點(diǎn)的出現(xiàn)時間分別為曝氣后的第45,75和120 min,DO第二個跳躍點(diǎn)出現(xiàn)的時間分別為第75,135和240min。由此可以看出,進(jìn)水COD越大,系統(tǒng)硝化反應(yīng)進(jìn)行得越緩慢。原水的C/N不能過大,因?yàn)樽责B(yǎng)菌比異養(yǎng)菌的比增長速率小一個數(shù)量級以上,而且異養(yǎng)菌和自養(yǎng)菌的產(chǎn)率不同以及它們在反應(yīng)器中競爭底物和溶解氧,對自養(yǎng)菌的生長產(chǎn)生抑制。COD越大,異養(yǎng)菌生長的越快,自養(yǎng)菌所占的比例就越小,所以硝化反應(yīng)進(jìn)行充分的時間就越長。
pH值在不同進(jìn)水COD條件下的變化規(guī)律(圖6)也與前述(圖3)基本相同,好氧曝氣段也出現(xiàn)了2個轉(zhuǎn)折點(diǎn),只是隨著COD濃度的增加第一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)的時間分別為35,65和120 min,表明水中大部分COD降解完成;第二個轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)的時間分別為65,130和230 min。上述變化規(guī)律與DO出現(xiàn)時間呈現(xiàn)較為吻合。不同COD質(zhì)量濃度下pH變化有所不同,COD質(zhì)量濃度越大,反應(yīng)初期pH下降越低,波動得越厲害;當(dāng)?shù)紺OD緩慢降解階段時,pH上升的速度也越快。
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