1.2.1稳态试验
在每个冲击试验之前,反应器必须达到拟稳态(PSS)条件才可进行下一步操作。达到稳态条件是进水NH4+-N和NO2--N浓度均为210 mg/L,HRT为4h,氮负荷为2.52 kg N m-3d-1。在稳态情况下,废水NH4+-N浓度大约是25.3mgNL-1和NO2--N浓度小于6.0mgNL-1。废水中生物量浓度还不到0.005 g VSS L-1,可忽略不计。
1.2.2基质冲击试验
在不同的时间,不同的基质浓度冲击下探究的厌氧氨氧化系统的稳定性。基质冲击试验设定的冲击浓度为1.5倍和2倍的稳态进水浓度,即315 mg L-1 和420mg L-1,同一冲击浓度下,改变冲击时间,冲击时间为0.5HRT和1HRT,即2h和4h。在表1中有具体的试验方案。冲击试验结束后,进水恢复至稳态运行阶段。冲击强度和冲击时间对反应器的干扰、稳定性以及恢复的影响呈现一定的相关性。
1.2.3重金属冲击试验
重金属冲击试验是向正在运行的反应器的进水中加入Cu(Ⅱ)(CuCl2-2H2O)[16]。抑制剂浓度是从Yang等人试验得到[16]。( Cu(Ⅱ)IC25 为5.95mgL-1,本试验最大抑制浓度的1/4;Cu(Ⅱ)IC50为12.9mgL-1,最大抑制浓度的一半,Cu(Ⅱ)的含量不包括微量元素。)每个冲击负荷持续了0.5或1的HRT(即2h或4h)。试验结束后,运行条件恢复正常。
1.2.4水力冲击试验
同一冲击强度下,改变冲击时间,冲击时间为0.5HRT和1HRT。系统的水力负荷冲击试验中缩短HRT的分别为2.67h和2h,水力冲击负荷为2h或4h。
1.2.5联合冲击测试
联合冲击是在2h中同时有两个或三个因子共同冲击。联合冲击有三个阶段。第一阶段,两种不同类型的低强度冲击(基质冲击315mg N L-1+IC25+水力冲击2.6 h)同时加入反应器。在第二阶段中,基质冲击315mg N L-1,IC25及水力冲击2.6 h都同时完成。在第三阶段,低强度冲击联合高强度冲击;例如,基质冲击315mg N L-1和IC50,基质冲击315mg N L-1和2 h的水力冲击等联合方式。表1详细介绍了冲击的详细过程。文献综述
1.2.6试验步骤
对不同冲击的影响如下:(1)监测冲击前后反应器的性能的变化;(2)监测冲击前后污泥特性的变化,如SAA;(3)研究冲击后厌氧氨氧化工艺的恢复力。
1.3 SAA测定
Yang and Jin 文中污泥的SAA的测定是随时间的递增测NH4+ -N和NO2--N的浓度[15]。所有的试验都做三个平行试验。实验采取150ml血清瓶的液相体积为120ml。NH4 +-N和NO2 -N分别由(NH4)2 so4和NaNO2提供。NH4 +-N和NO2--N的初始浓度是50mgL-1 , 加盐酸或氢氧化钠将初始pH值调整到7.5±0.1,将液体用氩气进行曝气以清除液体中的氧气。将血清瓶放在温度维持在35±1 ℃,转数为180 rpm的摇床上进行反应。定期的测量NH4 +-N和NO2--N的浓度进行分析。SAA计算使用方程SAA = MSCR / VSS(MSCR代表最大基质消耗速率)
1.4分析数据
在正常工作条件下,每天收集和分析进水和出水,并立即进行分析,或储存在4°C直到分析结束。游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)的计算方法来自于Anthonisen et al. [17]
NH4+ -N、NO2--N、NO3--N、SS和VSS的浓度通过标准方法测定[18]。pH值由pH计测定。
2.结果与讨论
2.1.不同冲击条件下厌氧氨氧化反应器的性能
2.1.1.单独冲击试验
2.1.1.1.基质冲击试验。
当加入厌氧氨氧化反应中的氨氮和亚硝氮的浓度超过阈值时,氨氮和亚硝氮则为抑制剂。当氨氮和亚硝氮的浓度下分别从210mg N L-1增加到315mg N L-1经过2 h(0.5HRT )冲击后,NH4+-N出水浓度从25.3mg N L-1增加到53.9mg N L-1(图1,冲击A)。当这种冲击时间为4h 时(1 HRT)(图1,冲击B),NH4+-N出水浓度从33.6mg N L-1增加到60.3mg N L-1。但是,在基质浓度增加1.5倍冲击时间为2 h和4 h时,NO2--N出水浓度仍低于11.2mg N L-1。在冲击A中pH增加到8.42-8.63,在冲击B中pH介于8.35到8.69之间。