MBR中影响短程硝化反硝化的生态因子_鲁南

基金项目:云南省自然科学基金资助项目(2000E0034M)收稿日期:2005-06-07作者简介:鲁南(1975-),男,山东省泰安市人,工学硕士,山东轻工业学院讲师,主要研究方向为水污染控制。MBR中影响短程硝化反硝化的生态因子鲁南1,孙锐1,普红平2(1.山东轻工业学院研究生处,山东济南250100;2.昆明理工大学环境科学与工程学院,云南昆明650093)摘要:本文研究了温度、DO、PH值、氨氮负荷对膜生物反应器短程硝化反硝化的影响。从试验中得出,当温度大于30℃,PH值大于8.0,DO小于1.0mg/L时可实现HNO2积累。同时研究也得到,高的氨氮负荷也有利于NHO2积累。关键词:膜生物反应器,短程硝化反硝化;废水处理中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1004-4280(2005)04-0018-05长期以来无论是在废水生物脱氮理论上还是在工程实践中,都一直认为要实现废水生物脱氮就必须使NH+4经历典型的硝化和反硝化过程才能完全地被除去,这条途径也可称之为全程(或完全)硝化一反硝化生物脱氮。实际上从氮的微生物转化过程来看,氨被氧化成硝酸是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应,应该可以分开。对于反硝化菌,无论是NO-2还是NO-3均可以作为最终受氢体。因而整个生物脱氮过程也可以经NH+4—HNO2—N2这样的途径完成,这就是短程硝化反硝化。短程生物脱氮具有以下特点:①对于活性污泥法,可节省氧供应量约25%,降低能耗;②节省反硝化所需碳源40%,在C/N比一定的情况下提高了TN去除率;③减少污泥生成量可达50%;④减少投碱量;⑤缩短反应时间,相应反应器容积减少。因此这一方法重新受到了人们的关注。图1试验装置图1试验仪器与设备试验装置见图1,装置主要由2部分组成。膜组件购自浙江大学,主要技术指标:中空纤维膜外径450μm,内径350μm,膜厚50μm,中空纤维膜面积4m2,平均孔径0.1μm,产水量0.6～0.8t/d·m2,操作压力≤0.3×105Pa。反应器容积为0.12m3。2试验结果及分析试验采用人工配水,以C:N:P=100:5:1的比例用葡萄糖、碳酸氢铵和磷酸二氢钾配制,第19卷第4期2005年12月山东轻工业学院学报JOURNALOFSHANDONGINSTITUTEOFLIGHTINDUSTRYVol.19No.4Dec.2005再加少量的铜盐和铁盐。一个运行周期为4h,依次为进水、搅拌、好氧曝气、厌氧和抽吸5个阶段,好氧曝气2.5h,厌氧1.5h。2.1温度对HNO2积累的影响本试验pH值控制在7.5左右,DO控制在2.5mg/L,COD负荷为1.1kg/m3.d。改变系统的温度,每一温度待系统稳定后,在三周内连续检测曝气结束时系统上清液中的NO2-N、NO3-N的浓度,然后取其平均值。试验结果如下表1及图2。表1温度对HNO2积累的影响温度(℃)NO2-N(mg/L)NO3-N(mg/L)NO2-N/(NO2-N+NO3-N)120.630.6549.2%200.914.4115.1%250.784.3115.2%300.474.559.4%352.931.7961.2%403.291.4968.8%图2温度对HNO2积累的影响从上图可以看出,当温度为15～30℃时,NH3-N大部分被氧化为NO3-N,NO2-N很少。当温度小于15℃和大于30℃时NO2-N开始积累,NO2-N/(NO2-N+NO3-N)已大于50%。2.2pH值对HNO2积累的影响本试验温度控制在28℃左右,DO控制在2.5mg/L,COD负荷为1.1kg/m3·d。改变系统的pH值,每一pH值待系统稳定后,在三周内连续检测曝气结束时系统上清液中的NO2-N、NO3-N的浓度,然后取其平均值。试验结果如下表2及图3。表2pH值对HNO2积累的影响pH值NO2-N(mg/L)NO3-N(mg/L)NO2-N/(NO2-N+NO3-N)6.00.281.0521.0%7.01.083.8022.1%7.51.123.8522.5%8.02.232.7644.8%8.52.942.1058.7%9.03.371.667.0%从图3可以看出,当pH值为7～8时,大部分NH3-N被氧化为NO3-N,NO2-N很少。当19第4期鲁南等:MBR中影响短程硝化反硝化的生态因子图3pH值对HNO2积累的影响pH值大于8时NO2-N开始积累,NO2-N/(NO2-N+NO3-N)逐渐大于50%,当pH值为9时,NO2-N/(NO2-N+NO3-N)已达到67%。2.3DO对HNO2积累的影响本试验温度控制在28℃左右,pH值控制在7.5,COD负荷为1.1Kg/m3·d。改变系统的DO,每—DO值待系统稳定后,在三周内连续检测曝气结束时系统上