膜生物反應(yīng)器在低氧條件下處理生活污水的研究.pdf

1、同步硝化反硝化(SimultaneousNitrificationandDenitrification，SND)就是指硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)在同一反應(yīng)器中、相同操作條件下同時(shí)發(fā)生。它具有占地小、供氧量小等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的脫氮工藝所不具備的。膜生物反應(yīng)器(MembraneBioreactor,MBR)是污水生物處理與膜分離技術(shù)結(jié)合的新型處理工藝。由于膜生物反應(yīng)器高效的固液分離性能，因此將其運(yùn)用在同步硝化反硝化工藝中可以有效地防止可能產(chǎn)

2、生的由于絲狀菌大量繁殖引起的污泥膨脹。同時(shí)，膜生物反應(yīng)器中的高污泥濃度也有利于同步硝化反硝化的進(jìn)行。 本實(shí)驗(yàn)以人工配制的含氮廢水作為進(jìn)水，在不同COD容積負(fù)荷和DO條件下，對(duì)一體式膜生物反應(yīng)器中的同步硝化反硝化效果進(jìn)行研究，并對(duì)最佳工況下的同步硝化反硝化過(guò)程以及不同系統(tǒng)中的污泥性質(zhì)、膜污染情況進(jìn)行了初探。研究結(jié)果表明： (1)在低氧條件下，膜生物反應(yīng)器中可以實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化。在COD/TN=8～10的進(jìn)水條件下，當(dāng)

3、COD容積負(fù)荷為3.36kgCOD/(m3×d)，TN容積負(fù)荷為0.38kgTN/(m3×d)，HRT=2.5h，SRT=45d，DO為0.2～0.3mg/L，pH=7.0～8.0，T=26～28℃時(shí)，COD的去除率達(dá)到96.25％，硝化率達(dá)到91.70％，TN去除率為56.71％。重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)的處理效果較好：COD的去除率為96.47％，硝化率為93.73％，TN去除率為65.34％。 (2)對(duì)同步硝化反硝化過(guò)程進(jìn)行了初探，結(jié)

4、果表明NH4+-N濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行而減?。辉谧畛醯?小時(shí)內(nèi)，NO3--N濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行而減??；在剩下的時(shí)間內(nèi)，NO3--N濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行而上升，其原因是最初的1小時(shí)內(nèi)的碳源比較充足，能夠滿(mǎn)足反硝化所需要的碳源；在最初的1小時(shí)內(nèi)，NO2--N出現(xiàn)了一定程度的累積，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，NO2--N變?yōu)镹O3--N。 (3)在低污泥濃度下，反應(yīng)器中的微生物相較為豐富；在高污泥濃度條件下，微生物相較為單一。在低負(fù)荷低氧條件下發(fā)生

5、了由于絲狀菌繁殖引起的污泥膨脹。 (4)在負(fù)荷為1.68kgCOD/(m3×d)的最佳運(yùn)行條件下，污泥絮體的平均粒徑為279.6μm，高于普通的膜生物反應(yīng)器的污泥平均粒徑，為同步硝化反硝化提供了良好的微環(huán)境。負(fù)荷為3.36kgCOD/(m3×d)的最佳運(yùn)行條件下的污泥平均粒徑為65.147μm，與普通的膜生物反應(yīng)器的污泥平均粒徑相近，但是由于其中的高污泥濃度，依然能為同步硝化反硝化創(chuàng)造良好的微環(huán)境。 (5)低污泥濃度

6、條件下的膜阻力主要是凝膠層的阻力，物理清洗過(guò)后的通量可以很好地恢復(fù)。高污泥濃度條件下的阻力主要是內(nèi)部阻力，這種阻力通過(guò)物理清洗很難去除。 (6)在低污泥濃度條件下系統(tǒng)運(yùn)行的膜阻力要低于高污泥濃度條件下的運(yùn)行阻力，而且運(yùn)行阻力可以維持在10mPa以下將近14d。綜合出水水質(zhì)與運(yùn)行管理，建議膜生物反應(yīng)器中的同步硝化反硝化在COD容積負(fù)荷為1.68kgCOD/(m3×d)，TN容積負(fù)荷為0.19kgTN/(m3×d)，DO為0.2～

7、0.3mg/L的操作條件下運(yùn)行。 (7)在COD容積負(fù)荷在0.47kgCOD/(m3×d)、1.68kgCOD/(m3×d)，當(dāng)DO控制在較低值(0.3～0.5mg/L)，泥齡45d、溫度25℃左右、pH=7.0～8.0時(shí)，在膜生物反應(yīng)器內(nèi)可以形成好氧顆粒污泥。根據(jù)生物顯微鏡以及掃描電鏡觀察的結(jié)果，出現(xiàn)的好氧顆粒污泥可以看成是以絲狀菌為骨架，胞外聚合物為粘合劑的生物聚集體。因此可以推斷，絲狀菌與胞外聚合物在好氧顆粒污泥的形成過(guò)