AMBBR处理生活污水的特性及脱氮机理研究_袁辉洲

给水排水Ｖｏｌ．３７增刊２０１１２４５ＡＭＢＢＲ处理生活污水的特性及脱氮机理研究袁辉洲１赵建邦２柯水洲２（１深圳市工业节水与城市污水资源化技术重点实验室，深圳５１８０００；２湖南大学土木工程学院，长沙４１００８２）摘要试验采用缺氧移动床生物膜反应器处理我国南方热带亚热带地区的城市生活污水，研究了水力停留时间（ＨＲＴ）、ｐＨ等因素对出水ＣＯＤＣｒ和氨氮的影响，并探索了该反应器的脱氮机理。试验结果表明，ＨＲＴ为４ｈ时，反应器出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）二级标准；并且发现，当ＨＲＴ≥８ｈ时，系统实现了短程硝化反硝化反应脱氮；而当ＨＲＴ＜８ｈ时，发现反应器脱氮以短程硝化反硝化反应和厌氧氨氧化反应同时并存现象。关键词厌氧ＭＢＢＲ有机物的去除短程硝化反硝化厌氧氨氧化０引言移动床生物膜反应器（ＭｏｖｉｎｇＢｅｄＢｉｏｆｉｌｍＲｅａｃｔｏｒ，ＭＢＢＲ）是２０世纪９０年代在生物滤池和流化床的工艺基础上发展起来的一种水处理新技术［１］。它具有处理能力高，能耗低，不发生堵塞，不需要反冲洗，水头损失小，操作维护简单等的工艺特点。ＭＢＢＲ应用范围广泛，近年来国内外学者针对ＭＢＢＲ工艺做了大量试验研究，均取得了较好的成果［２～６］。然而这些研究大部分集中在好氧ＭＢＢＲ工艺，较少涉及ＡＭＢＢＲ工艺。本项目通过小试规模ＡＭＢＢＲ处理中国南方热带亚热带地区城市生活污水的试验，研究了水力停留时间和ｐＨ对反应器有机物和氨氮去除率的影响，并探索了脱氮机理。１试验材料与方法１．１试验用水水质本试验所用污水为实验室配制的城市生活污水，配水所采用的化学药品均为分析纯，其配水药品比例与实际城市生活污水水质情况分别见表１和表２。表１实验室配水药品用量成分Ｃ６Ｈ１２Ｏ６·Ｈ２Ｏ氯化铵磷酸二氢钾碳酸钠含量／ｇ／１００Ｌ３０．９５．７３１．０５２～４表２实际城市生活污水水质情况ＣＯＤＣｒ／ｍｇ／ＬＮＨ３—Ｎ／ｍｇ／ＬＴＮ／ｍｇ／ＬＴＰ／ｍｇ／ＬｐＨ１００～３７０２．６９～２６．９３．７６～３２．５１０．１６～３．１７６．３～７．６基金项目（２１０７Ｋ１６２Ｄ０）。１．２水质分析方法ｐＨ：玻璃电极法；ＣＯＤＣｒ：重铬酸钾法＋电子滴定；ＮＨ３—Ｎ：纳氏试剂分光光度法；ＮＯ－２—Ｎ：ＩＣ－１５００离子色谱仪；ＮＯ－３—Ｎ：ＩＣ－１５００离子色谱仪；ＴＮ：ＴＯＣ－Ｖ／ＴＮＭ－１（联用）；ＤＯ：溶解氧仪；流量：玻璃转子流量计。１．３试验装置ＭＢＢＲ试验装置如图１所示，反应器由有机玻璃加工而成的密闭容器，主体外形为圆柱形，底部为半球形，高１１０ｃｍ，直径２０ｃｍ，总有效容积为３０Ｌ，反应器的顶部安装有电动机，带动叶片转动，在出水管下方设置滤网以防止填料和水中较大悬浮污泥堵塞出水管。图１ＭＢＢＲ反应器装置示意１．４启动与挂膜挂膜前进行填料选择，经筛选后采用以聚丙烯为主要材料的多面空心球。这种结构有利于微生物DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2011.s1.043２４６给水排水Ｖｏｌ．３７增刊２０１１的附着生长，而且具有良好的过水、通气性能，不易发生堵塞。挂膜分两个阶段，第一个阶段是好氧挂膜试验，采用“快速挂膜法”进行挂膜试验，运行２１ｄ后试验成功，生物膜呈黄褐色，反应器对ＣＯＤＣｒ的去除率稳定在８０％以上，对氨氮的去除率也达到了６０％以上。第二阶段是缺氧挂膜试验，少量曝气，启动电动机，调节搅拌器的转速为２０～３０ｒ／ｍｉｎ，维持反应器中溶解氧浓度为０．５～０．６ｍｇ／Ｌ。运行６０ｄ后，反应器出水水质稳定，对ＣＯＤＣｒ的的去除率达到８０％以上，对氨氮的去除率在３０％左右。表明在缺氧条件下，反应器基本已经运行稳定，可以进行下一步试验了。１．５试验方案本试验ＡＭＢＢＲ装置采用间歇运行方式，白天连续进水运行１４ｈ，晚上间歇１０ｈ。挂膜试验完成后，进行反应器对有机物和氨氮去除效果的试验。改变水力停留时间，每次改变后，稳定运行１４ｄ的时间，再连续７ｄ测定出水ＣＯＤＣｒ和氨氮（每天取样２次），取其平均值，再连续２ｄ进行出水ＣＯＤＣｒ和各种形态氮的追踪试验，探索脱氮机理；最后进行ｐＨ为影响因素的试验。２结果与讨论２．１水力停留时间（ＨＲＴ）对出水水质的影响２．１．１水力停留时间对有机物去除的影响控制反应器进水的ＣＯＤＣｒ为３００ｍｇ／Ｌ左右，氨氮浓度为１５ｍｇ／Ｌ左右，ｐＨ为７左右，保持５０％的填料填充率，维持搅拌器转速，改变水力停留时间，测定出水ＣＯＤＣｒ和氨氮，ＣＯＤＣｒ的去除率的变化曲线如图２所示。图２水力停留时间对ＣＯＤＣｒ去除率的影响从图２可以看出，随着水力停留时间的增加，ＣＯＤＣｒ的去除率逐渐上升；在ＨＲＴ为３～８ｈ时，出水ＣＯＤＣｒ都小于１００ｍｇ／Ｌ，达到了ＧＢ１８９１８—２００２的二级标准，说明该反应器具有较好的有机物去除效果。当