新型一体式膜生物反应器处理高氨氮-低C-N废水的研究

高氨氮、低C/N废水是一类难生物处理废水，过高的氨氮质量浓度对微生物具有一定的抑制作用[1-3]。研究结果表明，当游离氨质量浓度为10～150mg·L-1时，亚硝化菌的活性将受到抑制，而当游离氨质量浓度为0.1～4.0mg·L-1时，硝化菌的活性将受到抑制[3-5]。且低C/N不利于反硝化的进行，COD/TN＞7.0时，才能保证反硝化反应顺利完成[6]。近几年来，出现了一些新型高氨氮、低C/N废水处理工艺，如张树军[7]等采用缺氧滤床+好氧悬浮填料生物膜工艺处理消化污泥脱水液，在高溶解氧（DO质量浓度约6～9mg·L-1）条件下，实现了氨氮70%～80%的亚硝化；何则芝等[8]通过改进CASS工艺，实现了高氨氮、低C/N生活废水的良好处理效果；孙洪伟等[9]采用SBR法处理高氨氮垃圾渗滤液，通过调节运行参数实现了短程深度生物脱氮。但是在这些工艺中，常需要特殊的工艺运行条件，这就容易导致工程处理效果的重复性差、运行参数的控制难度大以及推广应用的范围有限。膜生物反应器是近年发展起来的新型污水处理工艺之一，具有泥水分离效果好、处理效率高、运行稳定和不受冲击负荷影响等优点，受到了广泛的关注[10]。本文针对高氨氮、低C/N废水的水质特点，开发出了一套新型的一体式膜生物反应器，利用其高效的污泥富集作用，增殖了世代时间长、絮凝性差的硝化菌，减少了硝化细菌的流失，达到加快硝化速率的目地。1试验部分1.1试验装置试验装置如图1所示。新型一体化A/O膜生物图1新型一体式缺氧/好氧/MBR工艺流程Fig.1Schematicdiagramofanew-typeintegratedanoxia/oxic/MBR'sprocess�������������������������新型一体式膜生物反应器处理高氨氮、低C/N废水的研究李雅婕（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723001）摘要：采用新型一体式膜生物反应器处理高氨氮、低C/N废水。考察了高氨氮、不同进水C/N条件下，反应器对污染物的处理效果，研究了水力停留时间（HRT）和温度对系统稳定性的影响情况。结果表明，当进水氨氮质量浓度为98.0～150.0mg·L-1，COD/TN为0.8～5.7时，COD、氨氮、TN去除率均随进水C/N的增加而升高，且对TN的去除效果影响最大；温度和HRT都对系统稳定性有一定的影响，低温和较短的HRT都不利于污染物的去除。关键词：A/O工艺；膜生物反应器；高氨氮废水；COD/TN中图分类号：TQ028.8文献标识码：A文章编号：1000-3770(2010)08-0084-004收稿日期：2009-10-28基金项目：陕西理工学院专项科研基金项目（SLGQD0704）作者简介：李雅婕（1982－），女，硕士，讲师，研究方向为水处理技术联系电话：13892625230；E-mail：lewterme@126.com第36卷第8期2010年8月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.36No.8Aug.,201084反应器分为缺氧区、好氧区、沉淀池、膜室4个部分。原水首先进入缺氧区，在缺氧区上部与好氧区回流的硝化液进行混合，以废水中有机物为电子供体在缺氧区进行反硝化反应，并减轻好氧区的有机负荷；然后废水进入好氧区，在此氨氮被转化为硝态氮或亚硝态氮；接着混合液从底部进入沉淀池，在此实现泥水分离，污泥回到好氧区，上清液进入膜室；在膜室，污泥通过膜的过滤作用达到良好的泥水分离效果，滤液透过膜面，形成反应器的出水。反应器采用透明有机玻璃制成，整体有效容积为58.8L；膜室采用的分离膜是动态膜，它由孔径为0.1mm左右的筛绢包裹钢丝网构成，膜组件结构类似普通的平板型过滤组件，有效面积为470cm2，膜通量在10～25L·m-2·h-1范围内，出水采用反应器液位与出水口液位差自流出水；反应器采用连续进水的运行方式。1.2试验废水试验进水为化粪池污水，属于高氨氮、低C/N废水，主要污染物指标：COD为130～440mg·L-1，NH3-N的质量浓度为98～150mg·L-1，TN的质量浓度为106～158mg·L-1，TP质量浓度为20～40mg·L-1，pH为7.0～8.0。1.3测试方法COD：重铬酸钾法；NH3-N：纳氏试剂分光光度法；亚硝酸盐氮：N-(1-萘基)-乙二胺光度法；硝酸盐氮：麝香草酚分光光度法；TN：过硫酸钾氧化紫外分光光度法；TP：钼锑抗分光光度法；污泥质量浓度：重量法。2结果与讨论2.1不同C/N条件下的处理效果试验进水为低C/N废水，C/N是影响系统运行的关键参数之一。当水温为18～28℃，HRT为9.0h，进水氨氮质量浓度为98.0～150.0mg·L-1时，改变进水COD，研究了C/N对处理效果的影响。2.1.1C