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AO生物膜法处理低碳源污水挂膜启动研究
随着城市化的不断推进，环境污染问题日益凸显，其中污水处理是当前急需解决的问题之一。针对低碳源污水的处理，AO生物膜法已被广泛应用于工业污水和生活污水的处理中。但在实际应用过程中，低碳源污水常常会出现挂膜现象，导致处理效果下降。因此，本文针对AO生物膜法处理低碳源污水挂膜启动进行了研究。
一、挂膜的原因
AO生物膜法是将好氧池和厌氧池结合起来进行污水生物处理的一种方法。整个处理过程涉及两段反应：好氧反应和厌氧反应。好氧反应主要是通过氧气供给，将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。而厌氧反应则是利用硝酸盐还原呈氮气的物质。两者结合起来，可以将污水中有机物、氨氮等污染物质进行有效处理。
然而，当处理的是低碳源污水时，就有可能出现挂膜现象。挂膜是指在处理过程中，反应器内的污泥会固定在反应器壁上，形成一层生物膜，这层膜会影响反应器内的正常转化过程。挂膜的原因有多种，主要包括以下几点：
1.过大的污泥负荷：在处理低碳源污水时，氨氮浓度低，所以需要在处理过程中通过添加碳源等方式提供养分，使污泥得以维持生长。如果添加的碳源过多，就会使污泥负荷过大，导致生物膜生成较快，出现挂膜。
2.氧气供应不足：生物池内维持一定的氧气浓度非常关键。氧气可以满足呼吸作用以及分解污染物的需求，但如果氧气供应不足，就会导致好氧反应不能顺利进行，生物膜就容易形成。
3.硝酸盐浓度过高：硝酸盐作为厌氧反应过程中的一种中间产物，数量过多容易引起反应容器内部产生电化学反应，进而使生物膜产生。
二、解决方案
如果要在AO生物膜法处理低碳源污水的过程中避免挂膜现象，需要从以下几个方面进行考虑：
1.控制污泥负荷：在处理低碳源污水时，需要控制好碳源添加的量，避免过大的污泥负荷产生。当碳源不足时，可以通过加入硫酸盐等物质来提供养分，但有关添加量和加入时机都需要经过反复试验来确定。
2.增加氧气供应：在处理过程中，可以通过增加氧气供应的方式来提高好氧反应的效果，从而避免生物膜的形成。当然，过量的氧气供应也会带来一定的问题，比如造成空气污染等。因此，需要在实验中寻找最佳氧气供应量。
3.控制硝酸盐浓度：通过控制好厌氧反应的过程，可以避免太多的硝酸盐产生。当已经形成挂膜时，可以通过提高硝酸盐的消耗，来减少生物膜的生成。
还有一种纳米氧化铝添加法可以加入到反应器中，增加生物膜的粘附性，从而避免生物膜剥落。另一种方法是在良好的条件下进行过载，刺激生物膜生成。这两种方法都能够有效地解决挂膜问题。
三、实验研究
我们进行了一系列实验，主要考察不同的控制方法对AO生物膜法处理低碳源污水挂膜问题的影响。
1.污泥负荷控制实验
首先，我们进行碳源添加量的逐渐调整，以便了解（COD/NH4+）=2的条件下污泥负荷的最优值。我们逐渐减少C/N比，从C/N=3降到C/N=1。当C/N=1时，挂膜曲线达到极大值。随后，我们进行了逐渐改变NH4+浓度的实验，通过控制NH4+浓度，使C/N保持在1的条件下，最终得到NH4+浓度为7.0mg/L时的最优污泥负荷为0.2kgCOD/(kgMLSS·d)。
2.氧气供应实验
在此实验中，我们采用不同氧气供应量进行了处理。实验结果表明，当氧气供应量较低时，好氧反应不能达到最优状态，反应器内同时也出现了挂膜现象。而当氧气供应量逐渐增大时，良好的好氧反应状态能够有效避免挂膜问题的产生。但是，在氧气供应量较大时，厌氧反应也会受到影响，硝酸盐浓度进而上升，对生物膜的生成还是存在一定影响。
3.控制硝酸盐浓度实验
针对上述发现，在此实验中，我们通过增加外部硝酸盐的加入量来提高生物膜对硝酸盐的吸收能力，从而达到减少生物膜产生的效果。实验结果表明，当硝酸盐的添加量为50mg/L时，控制硝酸盐浓度有较好的效果。硝酸盐浓度过高的情况可以通过消耗硝酸盐来实现控制。
四、总结
本文研究了AO生物膜法处理低碳源污水挂膜启动的问题。通过一系列实验，我们找到了控制污泥负荷、增加氧气供应以及控制硝酸盐浓度等方法可以有效避免挂膜问题的产生。此外，我们还提出了一些新的解决方案，如纳米氧化铝添加法和压载法，能够将效果进一步优化。
总的来说，AO生物膜法在处理低碳源污水时的挂膜问题是可以被解决的，这需要我们针对具体情况，从不同方面进行思考和研究。希望我们的研究可以为环境保护工作做出一些贡献。