序批式移动床生物膜反应器脱氮除磷影响因素及特性

第６３卷第１期化工学报Ｖｏｌ．６３Ｎｏ．１２０１２年１月ＣＩＥＳＣＪｏｕｒｎａｌＪａｎｕａｒｙ２０１２檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐殐殐研究论文序批式移动床生物膜反应器脱氮除磷影响因素及特性郭海燕１，郭祯１，冯腾腾１，张寿通１，周集体２（１大连交通大学环境与化学工程学院，辽宁大连１１６０２８；２大连理工大学环境与生命学院，辽宁大连１１６０２４）摘要：考察了曝气量、进水Ｃ／Ｎ比（ＣＯＤ／ＴＮ）及进水氮、磷浓度对序批式移动床生物膜反应器（ＳＢＭＢＢＲ）脱氮除磷效果的影响，分析了该复合生物系统的污染物去除特性。实验结果表明，反应器脱氮主要是基于好氧段发生的同时硝化反硝化（ＳＮＤ）作用实现的，而除磷是基于常规生物除磷和反硝化除磷过程而完成；在保持载体良好流化状态的前提下，反应器硝化效果和ＴＰ去除受曝气量变化影响不大，反硝化效果随曝气量的减小而改善；采用厌氧／好氧序批式运行方式，能够使进水中的有机物被反硝化聚磷菌优先利用，实现一碳两用，节省了脱氮对外部碳源的需要，在进水Ｃ／Ｎ为２．８～４．０时能获得良好的硝化、反硝化和ＴＰ去除效果；随着进水氮、磷浓度的提高，反应器除磷效果相对稳定，脱氮效果变差，最大氮、磷去除负荷分别达到０．１７ｋｇＴＮ·ｍ－３·ｄ－１和０．０６ｋｇＴＰ·ｍ－３·ｄ－１。关键词：ＳＢＭＢＢＲ；脱氮除磷；ＳＮＤ；反硝化除磷ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０４３８－１１５７．２０１２．０１．０３５中图分类号：Ｘ７０３．１文献标志码：Ａ文章编号：０４３８－１１５７（２０１２）０１－０２５１－０７ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｐｈｏｓｐｈｏｒｉｚａｔｉｏｎｉｎｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｂａｔｃｈｍｏｖｉｎｇｂｅｄｂｉｏｆｉｌｍｒｅａｃｔｏｒＧＵＯＨａｉｙａｎ１，ＧＵＯＺｈｅｎ１，ＦＥＮＧＴｅｎｇｔｅｎｇ１，ＺＨＡＮＧＳｈｏｕｔｏｎｇ１，ＺＨＯＵＪｉｔｉ２（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２８，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅ，Ｃ／Ｎｒａｔｉｏａｎｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｔｉｎｆｌｏｗｐｏｉｎｔｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｂａｔｃｈｍｏｖｉｎｇｂｅｄｂｉｏｆｉｌｍｒｅａｃｔｏｒ（ＳＢＭＢＢＲ）ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｒｅｍｏｖａｌｆｏｒｈｙｂｒｉｄｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｙｓｔｅｍｗａｓａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｔｏｏｋｍａｉｎｌｙｐｌａｃｅｉｎａｅｒｏｂｉｃｐｈａｓｅｂｙｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＳＮＤ），ｗｈｉｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｒｅｍｏｖａｌｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｂｉｏ－ｄｅｐｈｏｓｐｈｏｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｒｅｍｏｖａｌ．ＴｈｅｆｌｕｉｄｉｚｅｄｓｔａｔｅｏｆｂｅｄａｎｄＤＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍｉｘｅｄｌｉｑｕｉｄｗｅｒｅａｆｆｅｃｔｅｄｂｙａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅ．Ｉｆｇｏｏｄｆｌｕｉｄｉｚｅｄｓｔａｔｅｃｏｕｌｄｂｅｋｅｐｔ（４．８—９．０Ｌ·Ｌ－１·ｈ－１ｏｆａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅ），ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｗｉｔｈａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｉｌｅｆｏｒｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＴＰｒｅｍｏｖａｌｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｏｂｖｉｏｕｓｅｆｆｅｃｔ．Ｉｆａｎａｅｒｏｂｉｃ／ｏｘｉｃｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｂａｔｃｈｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｗａｓａｄｏｐｔｅｄ，ｏｒｇａｎｉｃｓｉｎｉｎｆｌｕｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｕｌｄｂｅｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｕｔｉｌｉｚｅｄｂｙｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｎｇｏｒｇａｎｉｓｍｓ，ａｎｄｔｈｅｎｅｅｄｏｆｅｘｔｒａｃａｒｂｏｎｆｏｒｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｂｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ａ