气升循环分体式膜生物反应器处理厕所污水

气升循环分体式膜生物反应器处理厕所污水厕所污水的氨氮含量高、碳氮比低等水质特点使得厕所污水的处理和回用成为一项难题。日本早在1986年，针对厕所污水的高氨氮水质特点，就应用膜生物反应器来强化生物技术的硝化和反硝化能力[1]。目前处理厕所污水的膜生物反应器技术依据硝化与反硝化是否在同一个反应池内分为间歇曝气和A/O形式[2]，大部分工艺都采用间歇曝气或A/O工艺去除氮，甚至外加碳源如甲醛、甲烷、甲醇等促进反硝化的进行[1,3,4]，其中以高效生物反硝化+超滤工艺[3,4]和高负荷反硝化+超滤工艺[5]最为典型。这些工艺和方法使得生物单元的工艺变得较为复杂，不能充分体现膜生物反应器的占地面积小、结构简单等优势。从已有的研究文献可知，常规的膜生物反应器工艺在对厕所污水氨氮的脱除方面不尽理想。本文进行了新型的气升循环分体式膜生物反应器应用于厕所污水回用的氨氮脱除研究，该技术中膜的高效截留作用，使生物反应器中可保留足够数量的硝化细菌以完成生物硝化作用[6-8]，特别是该技术的生物单元和膜单元的混合液因曝气量的不同存在密度差而形成循环流动，可以在系统中形成溶解氧的浓度梯度变化，从而使该膜生物反应器在运行结构上更强化了脱氮性能。但是，该技术处理厕所污水能否得到满意的硝化脱氮结果，取决其是否在优化的条件下运行，该方面的研究很少见有报道。为此本文开展了气升循环分体式膜生反应器处理厕所污水的氨氮脱除影响因素、解决方法和控制参数优化的研究，以便为该技术在厕所污水回用工程中的氨氮脱除提供科学依据和设计运行参数。1试验部分1.1试验污水及水质厕所污水回用系统位于北京动物园的熊山公共厕所，从厕所污水水质的平均值可以看出厕所污水有241.5mg/L的较高氨氮浓度，BOD5/NH+4-N约为1/1。1.2试验系统试验系统工艺流程见图1。试验系统平均处理水量为10m3/d。生物单元有效容积为5.4m3，膜单元有效容积为1.76m3，膜单元装有帘式中空纤维膜膜组件。试验中采用的中空纤维膜组件由天津膜天科技有限公司提供，膜材料为PVDF,膜孔径0.2μm，膜面积5m2，工作压力≤0.04MPa。气升循环分体式膜生物反应器处理厕所污水李刚，樊耀波，吴琳琳，吴光夏（中国科学院生态环境研究中心水污染控制研究室，北京100085）摘要：以高氨氮、低碳氮比（C/N）的厕所污水为研究对象，对气升循环分体式膜生物反应