曝气动力双侧横向内循环反应器数值模拟和脱氮机理

作     者：刘烨星 于莉芳 陈倩伊 戴步峰 曹皖 彭党聪 LIU Ye-xing;YU Li-fang;CHEN Qian-yi;DAI Bu-feng;CAO Wan;PENG Dang-cong

作者机构：西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 南京市市政设计研究院有限责任公司江苏南京210008 

基　　金：陕西省重点研发计划项目(2023-YBSF-314) 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2024年第44卷第10期

页      码：5490-5498页

摘      要：提出一种新型曝气动力双侧横向内循环(ADTL)反应器以免除常规生物脱氮工艺的内循环能耗,借助计算流体力学(CFD)优化ADTL反应器关键结构参数,如顶间隙高度/液位高度(H_(tc)/H_(l))、底间隙高度/液位高度(H_(bc)/H_(l))及A/O比,并考察ADTL反应器处理模拟城市污水的脱氮性能、功能菌活性、酶活性以及微生物群落结构的影响规律.CFD数值模拟结果显示,当H_(tc)/H_(l)、H_(bc)/H_(l)与A/O比分别为0.08、0.08及1:1时,ADTL反应器循环液速与液体流动均匀性较优.ADTL反应器运行结果表明,与常规内循环模式相比,ADTL运行模式TN去除率提高了11.96%,亚硝酸盐氧化比活性/氨氧化比活性(SNUR/SAUR)由1.71降低至1.13,亚硝酸盐还原比活性/硝酸盐还原比活性(NIRR/NARR)由0.39增加至0.66,酶活性比值变化同活性比值变化趋势一致;同时Illumina MiSeq测序结果表明,ADTL阶段中具有亚硝酸盐还原功能的Levilinea(21.58%)、Melioribacter(4.54%)和Burkholderia(1.71%)菌属丰度显著增加,而具有硝酸盐还原功能的Azospira(0%)、Denitratisoma(1.49%)、Dechloromonas(0.84%)丰度则相对较低.因此,ADTL反应器可以在免除内循环能耗的前提下,有效避免“亚硝酸盐循环”,节约硝化过程中的曝气能耗和反硝化过程中的碳源需求,为城市污水处理厂提质增效提供技术支持.

主 题 词：双侧横向内循环 数值模拟 溶解氧梯度分布 同步硝化反硝化 亚硝酸盐循环 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20240412.004

馆 藏 号：203127822...