移动床生物膜反应器脱氮除磷技术_吕晓辉

科研与开发文章编号:1002-1124(2004)09-0020-03移动床生物膜反应器脱氮除磷技术吕晓辉,胡龙兴(上海大学环境与化学工程学院,上海200072)摘要:本文简要介绍了移动床生物膜反应器的特点,总结了移动床生物膜反应器脱氮和除磷的影响因素,指出序批式的运行方式可以同时达到脱氮和除磷的效果。关键词:移动床生物膜反应器;硝化;反硝化;脱氮除磷中图分类号:TQ051.1+3文献标识码:BNitrogenandphosphorusremovaltechnologyofmovingbedbiofilmreactor(MBBR)LUXiao-hui,HULong-xing(Environmental&ChemicalEngineeringCollege,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Inthispaper,thecharacteristicsofMBBRisbrieflyintroducedandthefactorsthataffectthenitrogenandphosphorusremovalinMBBRaresummarized.Itispointedoutthatnitrogenandphosphorusremovalcanbeachievedsimultaneouslywhensequencingbatchmethodisimplemented.Keywords:MBBR;nitrification;denitrification;nitrogenandphosphorusremoval收稿日期:2004-06-15作者简介:吕晓辉(1979-),男,河南许昌人,上海大学在读硕士研究生,主要研究方向:水污染控制技术。目前,我国的江、河、湖、库及近海海域受到了不同程度的有机污染。同时,氮磷等营养物质向这些水体的排放引起藻类和其他微生物异常增殖,造成了部分水体富营养化。降低废水中的氮磷含量是防止水体富营养化的主要任务。移动床生物膜反应器(movingbedbiofilmreactor———MBBR)克服了传统活性污泥法和生物膜法的不足,在脱氮除磷方面具有显著的优点。1移动床生物膜反应器的技术特点MBBR是由挪威KaldnesMijecpteknogi公司与SINTEF研究机构联合开发的,其目的是为了解决传统活性污泥法污泥沉降困难、易流失等问题,增强去除氮、磷的功能。1.1填料的特点填料是MBBR技术的核心,填料多用聚乙烯、聚丙烯、聚氨脂等特性塑料或树脂制成,密度接近于水,比表面积可达200～500m2·m-3。挂膜后通过曝气或搅拌极易达到流化,填料的流化、碰撞可以提高传质系数,维持生物膜较高的活性。1.2反应器的特点其基本的设计思想是能够连续运行,不发生堵塞,无需反冲洗,水头损失小,通过合适的组合和运行方式,在去除碳的同时,能够达到较好的脱氮和除磷效果。2脱氮MBBR中生物膜主要固着在填料上,污泥停留时间与水力停留时间无关,硝化菌、亚硝化菌等生长世代较长、比增长速率很小的微生物都可以在填料上生长,从而增强了脱氮功能[1]。脱氮过程分为硝化和反硝化两个阶段,分别由硝化菌和反硝化菌完成。MBBR可以实现硝化菌与反硝化菌在空间上的相对独立生长,可以方便地优化两种菌群的生长条件。2.1MBBR中硝化过程的重要影响因素2.1.1有机负荷的影响异养菌与硝化菌会竞争可以利用的溶解氧,同时快速增长的异养菌会“稀释”或“洗出”生物膜中的硝化菌,因此,增加有机负荷会使硝化反应速率下降或停止。2.1.2溶解氧(DO)和氨氮(NH3-N)的影响反应器中DO与NH3-N的比小于2gO2/g(NH3-N)时,硝化反应速率与溶解氧浓度近似成一级反应关系;当比值大于5gO2/g(NH3-N)时,硝化速率与NH3-N的关系介于半级反应与一级反应之间[2];溶解氧Sum108No.9化学工程师ChemicalEngineer2004年9月DOI:10.16247/j.cnki.23-1171/tq.2004.09.008低于2～3mg·L-1时,硝化现象变的很不明显[3]。2.1.3温度的影响所有的生化过程都受温度的影响,硝化反应速率大体上随温度的增加而变大。B.Rusten1995年的研究证明,MBBR中真实的温度系数θ为1.09(KT2/KT1=θ(T2-T1)(T:温度,℃;KT1、KT2:反应速率常数)[4]。2.2MBBR中反硝化过程的重要影响因素2.2.1DO的影响DO对反硝化速率的影响可以用YDN=YDN,MAX[1-0.66(DO)1/2]来表示,根据这个式子当反应器中溶解氧的浓度为0.3mg·L-1时,反硝化速率比最大速率约减少65%[4]。一般来讲溶解氧应控制在0.5