移动床生物膜反应器中模拟微生物耗氧速率对微孔曝气氧传质效率的影响研究

第一作者：魏延苓，女，１９９０年生，硕士研究生，主要从事水污染控制研究工作。＃通讯作者。国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．５１４０８６０１）。移动床生物膜反应器中模拟微生物耗氧速率对微孔曝气氧传质效率的影响研究魏延苓宫一洧齐鲁＃王洪臣尹训飞（中国人民大学环境学院，北京１００８７２）摘要为研究移动床生物膜反应器（ＭＢＢＲ）中微生物呼吸作用对微孔曝气氧传质效率（ＯＴＥ）的影响，向清水中持续通入一定浓度的消氧剂———亚硫酸钠溶液，通过亚硫酸钠的氧化来模拟微生物的呼吸耗氧。基于不同填充率和曝气量工况条件下，考察了微生物耗氧速率（ＯＵＲ）对ＯＴＥ的影响。结果表明：在４０Ｌ／ｈ曝气量条件下，装置填充率在２０％～５０％时，标准氧传质效率（ＳＯＴＥ）与ＯＵＲ存在着明显的正相关性，其线性拟合犚２介于０．７８９８～０．９７６２；填充率为６０％时，ＳＯＴＥ随ＯＵＲ的增大无明显变化。装置填充率在５０％、曝气量分别为４０、８０、１００Ｌ／ｈ时，ＳＯＴＥ随ＯＵＲ的增大无明显变化；而曝气量为６０Ｌ／ｈ时，ＳＯＴＥ随ＯＵＲ的增大明显增大。进一步分析试验结果得出，ＭＢＢＲ中，微生物ＯＵＲ可用来近似表征ＯＴＥ，但不同填充率和曝气量会对两者的相关性产生一定影响。关键词移动床生物膜反应器氧传质效率耗氧速率曝气量填充率ＤＯＩ：１０．１５９８５／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１３８６５．２０１５．０７．００５犈犳犳犲犮狋狊狅犳犿犻犮狉狅犫犻犪犾狅狓狔犵犲狀狌狆狋犪犽犲狉犪狋犲狅狀狅狓狔犵犲狀狋狉犪狀狊犳犲狉犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔狅犳犳犻狀犲犫狌犫犫犾犲犪犲狉犪狋犻狅狀犫狔狊犻犿狌犾犪狋犻狀犵犻狀犕犅犅犚犠犈犐犢犪狀犾犻狀犵，犌犗犖犌犢犻狑犲犻，犙犐犔狌，犠犃犖犌犎狅狀犵犮犺犲狀，犢犐犖犡狌狀犳犲犻．（犛犮犺狅狅犾狅犳犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋牔犖犪狋狌狉犪犾犚犲狊狅狌狉犮犲狊，犚犲狀犿犻狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犆犺犻狀犪，犅犲犻犼犻狀犵１００８７２）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｏｎｏｘｙｇｅｎｔｒａｎｓｆｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｆｉｎｅｂｕｂｂｌｅａｅｒａｔｉｏｎｉｎＭＢＢＲ，ｔｈｅｃｅｒｔａｉｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｕｌｐｈｉｔｅｗａｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｐｕｍｐｅｄｉｎｔｏｃｌｅａｎｗａｔｅｒ，ａｎｄｍｉｃｒｏｂｉａｌｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｐｈｉｔｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｓａｎｄａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅｓ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｏｘｙｇｅｎｕｐｔａｋｅｒａｔｅ（ＯＵＲ）ｏｎｏｘｙｇｅｎｔｒａｎｓｆｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＯＴＥ）ｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｔｔｈｅａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ４０Ｌ／ｈ，ｗｈｅｎｔｈｅｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｗａｓｂｅｔｗｅｅｎ２０％５０％，ｔｈｅｒｅｗａｓａｎｏｂｖｉｏｕｓｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｏｘｙｇｅｎｔｒａｎｓｆｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＳＯＴＥ）ａｎｄＯＵＲ．Ｔｈｅ犚２ｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｌｉｎｅａｒｆｉｔｔｉｎｇｗａｓｂｅｔｗｅｅｎ０．７８９８０．９７６２．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｗｈｅｎｔｈｅｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｗａｓ６０％，ＳＯＴＥｈａｄｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＯＵＲ．Ｗｈｅｎｔｈｅｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｏｆ５０％，ａｎｄｔｈｅａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅｗａｓ４０，８０ａｎｄ１００Ｌ／ｈ，ＳＯＴＥｈａｄｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＯＵＲ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｗｈｅｎｔｈｅａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅｗａｓ６０Ｌ／ｈ，ＳＯＴＥｉｎｃｒｅａｓｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙｗｉｔｈＯＵＲ．ＩｔｃｏｕｌｄｂｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈａｔＯＵＲｃｏｕｌｄｂｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙｕｓｅｄｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅＯＴＥｉｎＭＢＢＲ，ｂｕｔｔｈｅｉｒｉｎｔｅｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｏｕｌｄｂｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｓａｎｄａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍｏｖｉｎｇｂｅｄｂｉｏｆｉｌｍｒｅａｃｔｏｒ；ｏｘｙｇｅｎｔｒａｎｓｆｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｏｘｙｇｅｎｕｐｔａｋｅｒａｔｅ；ａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅ；ｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｅ随着我国城市化进程的不断加快、公众对污水处理厂操作环境要求的日益提高及能源供给形势的日趋紧张，以活性污泥法为主要方法的传统污水处理工艺在国内众多城镇二级污水处理厂中逐渐暴露出诸如占地