A^2O-MBR工艺反硝化脱氮除磷研究

第48卷第4期2008年7月大连理工大学学报JournalofDalianUniversityofTechnologyVO1．48，No．4July2008文章编号：i000—8608(2008)04—0490—06A2O—MBR工艺反硝化脱氮除磷研究张捍民，张杰，肖景霓，杨凤林(大连理工大学环境与生命学院，辽宁大连116024)摘要：以自行设计的双反应器A。O-MBR为研究对象，对模拟生活废水的脱氮除磷进行了研究．结果表明：当N、P负荷为0．14和0．03kg·m·d时．COD、N、P去除率分别为90．5、80．6和67．7；系统不必外投硝酸盐即可实现反硝化除磷，具有很强的反硝化脱氮除磷能力，反硝化聚磷菌(DPAOs)占总聚磷菌(PA())的比例和反硝化除磷量占总除磷量的比率分别达70．00和69．81；污泥回流中硝酸盐量超过一定范围会发生对厌氧释磷的抑制，本系统中当进水p(COD)；p(TP)为30：1时．进水C0D与回流污泥硝酸盐的比例应高于30：1．采用间歇抽吸出水有助于延缓膜污染，膜出水不受污泥沉降性的影响．关键词：膜生物反应器；反硝化除磷；脱氮除磷；膜污染中图分类号：X703文献标志码：A0引言膜生物反应器(MBR)作为一种新型、高效的污水处理与回用技术，受到国内外学者的广泛关注[1]．目前MBR脱氮除磷技术还不完善，而以反硝化除磷技术强化同步脱氮除磷必将拓展MBR的应用范围．与常规反硝化除磷工艺相比，将反硝化除磷技术与MBR技术相结合的工艺，除了具有一般MBR的优点以外，简短的工艺流程即可实现同时高效去除氮、磷及有机物．肖景霓等L2]在进行序批式MBR(SBMBR)同步脱氮除磷的研究中发现，SBMBR可以有效地富集反硝化聚磷菌，具有较强的反硝化除磷能力，不仅节省COD耗量和曝气能耗，而且能延缓膜污染，但其缺氧环境是由厌氧末外加硝酸盐实现的，因而操作复杂，工程上难以应用．更为重要的是，好氧末积累过多的硝酸盐直接进入厌氧段，导致反硝化菌与除磷菌对有机碳源的竞争．试验设置双反应器的AO—MBR，即厌氧段单独设置反应器，MBR中缺氧＼好氧交替，使好氧产生的硝酸盐作为缺氧吸磷的电子受体，进一步简化操作；此外，采用膜出水代替重力固液分离，具有占地面积小、出水安全可靠的优点]．本文主要考察AO-MBR对污染物去除性能、污泥性质及膜污染情况，以期为膜生物反应器在脱氮除磷的实际应用中提供理论依据．1试验装置及方法1．1试验装置试验装置由厌氧反应器(A池)和A＼O膜生物反应池(A＼O池)串联组成，A＼O池为缺氧段和好氧段交替循环．试验装置及运行方式如图1、2所示，反应器材质为有机玻璃．高位水箱有效容积0．1m。，平衡水箱有效容积0．01m。，用于利用浮球阀控制A池水位．反应器中设搅拌器，以保证活性污泥在非曝气阶段处于悬浮状态，泥水混合均匀．A池在厌氧段的前10min内完成进水；同时A＼O池为缺氧段，之后进入好氧段，由鼓风机曝气，蠕动泵抽吸经膜组件出水，出水流量恒定．在A池厌氧末和A＼O池好氧末由蠕动泵10min内完成污泥的转移(包括A—A＼O的污泥导流比(R)和A＼O—A的污泥回流比(R))，之后A池进水，A＼O池进入缺氧阶段，开始下一周期的循环．电磁阀、搅拌器、鼓风机和蠕动泵由时间继电器控制，周期性工作，恒温器控制反应器恒温收稿日期：2007—03—25；修回日期：2008—05一I9．作者简介：张捍民(1973一)，女，博士，副教授，博士生导师，E—mail：zhhanmin@126．com维普资讯http://www.cqvip.com第4期张捍民等：A。O—MBR工艺反硝化脱氮除磷研究1高位水箱；2平衡水箱；3Y一型过滤器；4时间继电器；5恒温加热棒；6电磁阀；7蠕动泵(导流)；8膜生物反应器；9搅拌器；lO膜组件；11真空表；12出水蠕动泵；13转子流量计；14曝气泵；15蠕动泵(回流)图1试验装置流程图Fig．1Schematicdiagramofexperimentalprocess(25±1)℃．试验采用外压型聚乙烯中空纤维超滤膜，膜面积0．15m。，膜孑L径0．1m．试验分为两个阶段，阶段I采取提高进水氨氮负荷，37d以后稳定在0．14kg·m·d左右，共运行6Od；阶段Ⅱ提高好氧段曝气量，运行20d．I进水ll^A池圜Z亘fO+出水fRA＼0池氢：．壁一岫If／minllI101060110120图2试验运行方式Fig．2Therunningmodeofexperiment1．2接种污泥及试验水质活性污泥取自大连市春柳河污水处理厂回流污泥池，其MLVSS／MLSS为0．58．试验原水为模拟生活污水，由蔗糖、氯化铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾及少量MgSO·7H2O、CaC12·2H2O、FeSO·2H2O、氯化钠配制