膜生物反應(yīng)器強(qiáng)化除磷脫氮性能研究.pdf

1、氮、磷是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的優(yōu)勢(shì)污染物。反硝化除磷技術(shù)具有節(jié)省有機(jī)碳源、減少溫室氣體排放、剩余污泥產(chǎn)量小等優(yōu)點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展理念，具有廣闊的發(fā)展前景。 本研究采用序批式膜生物反應(yīng)器(SBMBR)周期性運(yùn)行，通過(guò)對(duì)其運(yùn)行模式及操作參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，強(qiáng)化其除磷脫氮能力，同時(shí)對(duì)不同工藝模式下SBMBR對(duì)氮磷的去除性能、污泥特性及膜污染等進(jìn)行了考察。 首先通過(guò)將AO模式運(yùn)行的SBMBR和傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器(CMBR)運(yùn)行模式進(jìn)行對(duì)比

2、，考察二者在不同進(jìn)水碳氮比 (COD/TN=28.2～3.4) 條件下對(duì)氮磷的去除能力。結(jié)果表明：CMBR中TP的去除率在14％～96％之間波動(dòng)；在進(jìn)水COD/TN降至6.3時(shí)，對(duì) TN 基本無(wú)去除效果。以 AO 方式運(yùn)行的SBMBR具有很好的污染物去除能力，即使在進(jìn)水 COD/TN 降到6.3時(shí)，TN和NH<,4><'+>-N的去除率仍可達(dá)到65％和90％以上；TP 去除率保持在90％左右，在此COD/TN范圍內(nèi)，基本不受進(jìn)水COD/

3、TN變化影響；而且驗(yàn)證序批式的運(yùn)行方式有助于減緩膜污染。 為強(qiáng)化SBMBR的反硝化除磷能力，在 AO MBR 中引入缺氧段，并通過(guò)對(duì)工藝運(yùn)行模式的調(diào)整，逐步強(qiáng)化其反硝化除磷效果。依次考察單反應(yīng)器形式的 AOA、A<'2>O MBR及雙反應(yīng)器 MUCT-MBR 對(duì)污染物的去除性能，比較各工藝模式的反硝化除磷能力。結(jié)果表明：在 AO MBR 好氧末引入缺氧段而形成的AOA MBR工藝，具有一定的反硝化除磷性能；但PHB因好氧吸磷而被

4、大量氧化，使缺氧段中聚磷菌(PAOs)的內(nèi)碳源不足，而無(wú)法最大限度的提高系統(tǒng)反硝化除磷能力，因此缺氧段的除磷量占總除磷量的比例僅為28％。為解決上述不足，將缺氧段提前到厭氧階段末，形成了A<'2>O MBR系統(tǒng)，通過(guò)外加硝酸鹽為反硝化吸磷提供電子受體。其缺氧段反硝化除磷量占總除磷量的比例提高到50％以上，但外加硝酸鹽形成缺氧環(huán)境造成工藝操控復(fù)雜。因此，進(jìn)一步改進(jìn)工藝為雙反應(yīng)器的 MUCT-MBR，兩反應(yīng)器中均有明顯的缺氧吸磷現(xiàn)象，整個(gè)系

5、統(tǒng)由缺氧段所去除的磷約占總除磷量的60％。系統(tǒng)以好氧產(chǎn)生的 NO<,3><'->作為缺氧吸磷的電子受體，實(shí)現(xiàn)了無(wú)外加 NO<,3><'->的條件下強(qiáng)化系統(tǒng)的反硝化除磷性能。 采用FISH技術(shù)對(duì)PAOs占全菌的比例進(jìn)行檢測(cè)，得出AO、AOA及A<'2>O MBR 中PAOs 所占比例依次增大；污泥磷元素分析結(jié)果顯示，三系統(tǒng)中污泥含磷率依次增大，即吸磷能力逐漸提高。對(duì)污泥產(chǎn)率的計(jì)算結(jié)果為，SBMBRs 中的污泥產(chǎn)率均明顯低于傳統(tǒng)活性

6、污泥(CAS)工藝，且隨反硝化除磷能力的增強(qiáng)，污泥產(chǎn)率減少，A<'2>O MBR 中污泥產(chǎn)率僅為 0.29 kgVSS·kgCOD<'-1>。但由于其具有較高的污泥含磷率，從而保證了良好的除磷效果。 研究發(fā)現(xiàn)：在 AO、AOA、A<'2>O MBR 至 MUCT-MBR 的改進(jìn)過(guò)程中，隨著反硝化除磷能力的逐步提高，污泥的比好氧吸磷速率下降。表明對(duì)缺氧環(huán)境的強(qiáng)化更有利于具有反硝化能力的聚磷菌的生長(zhǎng)，相應(yīng)的對(duì)好氧聚磷菌的生長(zhǎng)及活性產(chǎn)