反硝化MBBR中生物膜和悬浮微生物的特性

第5卷第1期2006年3月宁夏工程技术NingxiaEngineeringTechnologyVol_5No．1Mar．2006文章编号：1671—7~244(2006)01—0054—03反硝化MBBR中生物膜和悬浮微生物的特性郑兰香，彭党聪(1．宁夏大学资源环境学院，宁夏g；tl750021；2．西安建筑科技大学环境与市政工程学院。陕西西安710055)摘要：移动床生物膜反应器(MBBR)是一种新型的水处理反应器．介绍了间歇式反硝化MBBR中。生物膜和悬浮微生物的特性，为实际生物膜反应器选择合适的生物膜和悬浮微生物比例及活性提供试验依据．在搅拌强度为100r／rain、硝氮负荷为0．32(kg·m)／d的条件下，以反硝化MBBR为对象，测定了系统到迭稳定状态时的生物膜量、膜厚、悬浮微生物和生物膜各自占总生物量的比例以覆各自的活性．试验表明。反应器内稳态时的平均生物膜量为33．7mg／g。膜厚为114m；生物膜和悬浮微生物分别占总生物量的89．9％和10．1％．生物膜和悬浮微生物的COD降解速率分别为166．5(mg·g--)／h和65．9(mg·g)／h。硝氮降解速率分别为321(mg·g)／h和122(mg·g)／h．关键词：MBBR；生物膜量；悬浮微生物；膜犀；硝氮降解速率；COD降解速率中圈分类号：X703文献标志码：A移动床生物膜反应器(MBBR)是一种新型的水处理反应器．在MBBR中，由于载体颗粒间的相互碰撞和(或)水力剪切作用引起生物膜的连续脱落，因而反应器内不仅有附着态的生物膜，还有悬浮态的微生物．由于存在形式的不同，二者的性质也有所差异．该实验以反硝化MBBR为对象，研究系统到达稳定状态时的生物膜量、膜厚、悬浮微生物和生物膜各自占总生物量的比例以及各自的活性，为实际生物膜反应器选择合适的生物膜和悬浮微生物比例和活性提供试验依据．1材料与方法1．1载体材料与试验装置试验采用的载体材料为新型多孔无机载体【l1，其为珍珠岩焙烧而成，载体粒径范围为0．9～1．6mm，平均粒径为1．35mm，载体堆密度为0．320g／cm，，湿密度为1．05g／cm．试验装置如图1所示，其中，反应器有效容积为4．0L，搅拌转速为100r／min，投加载体1．1L，载体填充率为27．5％．系统采用SBR运行方式，每天8个周期，每周期180rain，其中进水5min，搅拌反应159min，沉淀1min，出水15min；每周期通过液位控制排水2．0L，即水力停留时间(HRT)为6h．1．2试验废水蠕动泵硝氮储瓶水水位水水位反应器圈1试验装置图Fig．1schematicdiagramofexperimentalsystem试验废水采用人工配制，以工业乙酸钠为碳源，NHC1为氮源，NaHPO和KH2PO为磷源，以P(COD／NO3一一N)=5投加NaNO，，微量元素投加量为1mL／L．1．3分析方法与测试分析方法：COD采用重铬酸钾法；NO，一．N采用紫外分光光度法；NO2-N采用N一(1．萘基)．乙二胺光度法进行分析．生物膜量测定：取一定量的生物膜载体于坩埚内，置于105a【=烘箱内烘干称得，再于700a【=马弗炉内烧后称重及坩埚重量，则(W0一v／)／(一)即为单位载体上的生物膜量，单位为mg／g．2结果与讨论2．1生物膜量和悬浮生物量收稿日期：2006一O1一l7．作者简介：郑兰香(1979_-)，女，助教，硕士，主要从事环境污染控制工程、环境影响评价维普资讯http://www.cqvip.com第1期郑兰香等：反硝化MBBR中生物膜和悬浮微生物的特性55反应器在挂膜后逐渐提高负荷，当硝氮提高到0．32(kg-m)／d后，维持负荷不变．此后测定进出水水质和生物膜量(图2、图3)．由图2、图3可知，从第9d起单位载体上的生物膜量基本保持不变，维持在33．7mg／g左右，而且进出水COD较稳定，出水ss也维持在120mg／L左右，表明该时系统已达到稳定状态．测得该阶段反应器内的总生物量为13．41g，生物膜量为12．05g，悬浮微生物为1．36g；生物膜占总生物量的89．9％，而悬浮微生物仅占10．1％，说明反应器内的微生物主要以生物膜的形式存在．图2COD。NO3--N，SS随时间变化Fig．2COD，NO3一-NandSSvariationsVStimet／d图3生物膜量随时间变化Fig．3attachedbiomassvariationVStime2．2生物膜厚度稳态下生物膜的厚度是描述生物膜的重要参数之一，该试验中成熟生物膜厚度通过估算获得，具体方法为：假设载体颗粒为球形半径为r，而且生物膜分布均匀，厚度为6，生物膜密度为P，单个颗粒表面的生物膜重为m，则P【1(r+—rq：m。；假设每g载体颗粒含有n个，其上生物膜重M，则Mm