MBR中同步硝化反硝化及异养硝化现象试验研究

第26卷第2期2006年4月膜科学与技术Ⅳ也MljR八NE9CIEN【：EANI)TECHN()L0GYVo1．26No．2Apr．2006文章编号：1007—8924(2006)02—0022—05MBR中同步硝化反硝化及异养硝化现象试验研究林燕，何义亮，孔海南，李春杰，王崇(上海交通大学环境科学与工程学院，上海200240)摘要：在以限制混合液溶解氧浓度方式运行的MBR反应器中，通过改变进水COD#I'KN、混合液DO浓度等工艺参数，研究了对系统中同步硝化反硝化(SND)过程的影响因素．根据试验结果探讨了MBR系统中所实现的SND机理，同时对系统中存在的异养硝化菌进行了分离培养，并对其硝化特性进行了初步研究分析．试验结果表明：影响系统SND的主要因素是进水CODZI、KN和反应器中控制的混合液DO浓度，系统中存在一定量的异养硝化菌．关键词：同步硝化反硝化；异养硝化；膜生物反应器(MBR)；硝化特性中图分类号：TQ028．8文献标识码：A同步硝化反硝化(SND)作用有生物学和物理学两方面的解释，物理学强调溶解氧浓度(DO)和污泥絮体尺寸的作用，认为只要恰当地控制系统中溶解氧浓度，就可在污泥絮体内外分别形成缺氧和好氧环境(即所谓“微环境论”)，实现同步硝化一反硝化作用；生物学认为，硝化过程不仅由自养菌完成，异养菌也可参与硝化作用，即存在异养硝化菌和好氧反硝化菌．由于在高有机物浓度，低DO的环境中，自养硝化菌通常处于生长竞争劣势而受到抑制，导致自养硝化的去除效果差，但异养硝化菌却能在此条件下大量生长．同自养型硝化菌相比，异养型硝化菌具有能处理高C／N废水、要求的溶解氧的浓度较低、能够在偏酸性环境中生长等特点；同时，许多异养硝化菌也是好氧反硝化菌，这样硝化和反硝化就能在一个反应器中同时进行，而不用像传统的脱氮方法那样要在时间或空问上做到好氧与缺氧分开，故呵节省时间和空间．这些特点无疑提高了异养硝化作用在污水脱氮中的应用价值，为开发设计新的脱氮工艺，提高脱氮效率，提供r新的理论依据本文在上述技术背景的基础上，采用膜生物反应器(MBR)对系统中出现的SND现象进行r研究，对MBR中的混合微生物群落中的异养硝化微生物进行分离纯化，并对其硝化特性进行了初步研究分析1_4j．1试验方法1．1试验装置总体积为20L的生物反应器，其工作容积为l5L_膜组件为0．2m孔径的聚乙烯中空纤维膜，表面积为0．4m2，膜通量为0．15m3／(m2．d)，实验装置如图1所示．进水符进水泵MBR窄气泉图1实验装置示意图Fig．1Sketchoftheexperimentalsetup人工配制的原水置于进水箱中，由进水泵打入MBR反应器，出水由出水泵经中宅纤维膜抽出．为防止膜污染，膜过滤出水通过时间控制器，以“运行10rain，停2rain”间歇抽吸方式进行．穿孔曝气管布置在膜组件下方以保证空气气泡与膜组件表面充分接触以及为系统内混合液提供溶解氧．反应器置于恒温窀(25±2)℃中，pH值通过投收稿日期：2004—07—29：修政稿收到日期：2004—11—23基金项目：国家自然科学基金资助项目(20176027)作者简介：林燕(1976一)，女，浙江人，博士生，从事废水生物处理方面的研究．*通汛联系人维普资讯http://www.cqvip.com第2期林燕等：MBR中同步硝化反硝化及异养硝化现象试验研究加lmol／LHC1或NaOH控制在7．2～8．0范围内．溶解氧浓度分别控制在0．3～0．6，0．8～1．2和1．3～1．6mg／I．剩余污泥定期排放，SRT控制在50d，HRT为6h，NHd一N容积负荷为0．132kg／(m3·d)，TN容积负荷为0．192kg／(m·d)，启动期COD容积负荷为2kg／(m3·d)．1．2分析方法分析方法见表1．表1分析项目及方法一览表Table1Analyticalmethods项目方法(]【)1)TNTKNNH1NNCh一NN(一NSspHr)()重铬酸钾法过硫酸钾氧化一紫外分光光度法凯氏法纳氏试剂分光光度法紫外分光光度法N一(1萘基)一己二胺分光光度法105℃烘干称重法pHS一3精密数显酸度计830A型Orin溶解氧仪1．3用水水质试验用水水质分析结果列于表2．表2试验用水水质Table2Theaveragesyntheticsewageconcentrationmg／L项目浓度COlNH4NN0一一NTN-rKNsSpH注：NO，一N为NO3一N+NO2一N，1．4接种污泥接种污泥取自位于上海市闵行区处理城市生活污水的上海市闵行污水处理厂(其处理工艺为A一0法)，将在好氧曝气池回流管取得的活性污泥投入MBR，在人工合成废水IX)为2．0mg／L以上条、’件下曝气驯化两周左右．接种后反应器内污泥浓度为7．25g／I，