悬浮填料好氧移动床反应器挂膜启动方式研究_方建文

收稿日期:2009-09-03基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07422003)。作者简介:方建文(1985-),男,汉族,山东青岛人,在读硕士研究生,主要研究方向:水污染控制。悬浮填料好氧移动床反应器挂膜启动方式研究方建文,刘建广,郝兆亮(山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101)摘要:主要针对好氧移动床处理生活污水挂膜启动方式进行了研究。考察了接种污泥对挂膜启动过程的影响,同时对启动过程中微生物相的变化以及出水中主要污染物随时间的变化情况进行了分析。结果表明:在温度为30～35℃,MBBR1和MBBR2均能在16d左右完成挂膜启动,载体上附着微生物生长稳定时生物膜质量浓度分别达1.2g/L和1.4g/L,接种污泥并不能加速挂膜启动过程。试验还显示,挂膜过程中,CODCr和氨氮的去除率并不是同步提高,好氧异养菌的增殖速度较快,硝化菌的增殖速度较慢。关键词:移动床反应器;接种污泥;生活污水;挂膜研究中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1673-9655(2010)01-0011-04在污水处理中,由于当前不断增加的污水水量、有限的可用土地面积以及日益严格的出水水质标准使生物膜处理技术得到广泛的应用。移动床生物膜反应器MovingBedBiofilmReactor(MBBR)是在流化床基础上形成的污水处理新技术。它具有处理能力高、能耗低、不需要反冲洗、水头损失小、不发生堵塞的工艺特点。反应器中的填料具有较高的比表面积,生物膜在填料内外表面都能大量生长,异养和自养微生物利用水中的C、N、P等进行新陈代谢,从而起到净化污水的作用[1]。国外对移动床反应器进行了大量研究[2～4],并大量应用于城市污水处理厂,取得了良好的处理效果。反应器出水效果好坏,主要取决于生物膜,必须在填料上形成稳定的生物膜,才能保证出水的效果。因此采用合适的挂膜方法对生物膜反应器的快速启动和稳定运行有重要的意义。通常认为,增加悬浮微生物的质量浓度可以加速生物膜反应器的挂膜启动[5,6]。但如果不接种污泥,仅利用污水自身所含的活性微生物,是否有利于挂膜启动的迅速完成。为此,作者以生活污水作为处理对象,采用中试规模的移动床反应器研究了接种污泥对反应器挂膜启动过程的影响,同时对挂膜过程中微生物相的变化以及悬浮污泥的影响进行了初步探讨,以期为移动床反应器的工程应用提供有益参考。1实验装置与材料1.1试验装置及流程反应器为长方体结构,长、宽、高分别为0.25、0.3、0.5m,有效容积为25L。反应器内投加的载体填料为聚乙烯柱状填料,该填料孔隙较大,生物膜更新速度快、活性高,适合高负荷下运行;进水是由水泵从水箱抽取经转子流量计流入反应器内,利用转子流量计控制空气泵的进气量,反应器采用陶瓷微孔曝气头曝气。悬浮填料的流化主要靠反应器底部曝气产生的提升力实现。填料规格见表1。—11—环境科学导刊2010,29(1):11-14CN53-1205/XISSN1673-9655DOI:10.13623/j.cnki.hkdk.2010.01.005表1填料特性参数名称规格/mm孔隙率/%密度/(g/cm3)最大比表面积/(m2/m3)柱状填料￠=10,H=8840.90～0.97800左右1.2试验水质实验所用废水来自某大学中水站生活污水原水,水质主要参数见表2。表2原水水质指标CODCr/(mg/L)NH+4-N/(mg/L)pH温度/℃范围200～30060～1007.0～8.030±51.3分析方法(1)各项水质指标均采用《水和废水监测分析方法(第4版)》[7]标准测试方法进行测定。pH采用PHS-3C精密pH计测定;CODCr检测采用重铬酸钾法;氨氮测定采用纳氏试剂比色法;生物相采用OLYMPUS电子显微镜观察;DO用溶解氧测定仪测定;VSS/SS:烘干称重法。(2)填料生物膜浓度的测定。首先将生物膜填料置于0.1mol/L的NaOH碱液中,并在60℃的水中溶解20min,使生物膜与载体表面的交联程度大大降低,然后再机械剥落处理;剥落后生物膜干重的测定与悬浮微生物干重的测定方法相同(填料生物膜浓度单位折算为与悬浮微生物浓度单位一致,即g/L)[8]。2启动与挂膜试验试验接种活性污泥取自某大学中水站的二沉池回流污泥。试验在30～35℃条件下进行,柱状填料投加填充比为50%。将混合液悬浮污泥(MLSS)浓度稀释至8～10g/L进行接种MBBR1。MBBR1反应器的曝气量为120L/h;MBBR2采用原水挂膜,反应器曝气量为120L/h;先闷曝48h,使微生物与填料充分接触,然后开始以1L/h流量进水(水力停留时间为24h),3d后调节进水为2L/h(水力停留时间为12h),在此条件下进行生物膜的挂膜试验,同时每天对进出水氨氮、有机物