低碳氮比條件下膜生物反應器處理高氨氮廢水時穩(wěn)定亞硝化過程的建立

張立成，牛藝,，宋永會，鄭鐵強,，田智勇*

1.沈陽建筑大學市政與環(huán)境工程學院，遼寧 沈陽 110168 2.環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室，中國環(huán)境科學研究院，北京 100012 3.中國環(huán)境科學研究院城市水環(huán)境科技創(chuàng)新基地，北京 100012

(1)

(2)

總反應式為：

(3)

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

試驗采用平板膜組件的MBR反應器，其平板膜組件的膜孔徑小于0.10 μm。反應器由有機玻璃制成，總容積90 L，有效容積75 L，分為亞硝化池和平板膜池兩部分，其中亞硝化池容積為60 L，有效容積為50 L；膜分離池容積為30 L，有效容積為25 L(圖1)。試驗廢水由計量泵自配水桶經反應器底部送入，出水通過自吸泵經平板膜組件自吸排出。反應器溫度控制在(29±1)℃，反應器曝氣由曝氣泵提供，曝氣筒內用黏砂曝氣頭進行曝氣，使曝氣筒內液流與反應器內液流形成內循環(huán)，通過傳質交換為反應器內處理水提供溶解氧，由轉子流量計控制曝氣量。同時反應器內設攪拌器和微孔曝氣，轉子轉速控制在15 r/min，以便泥水混合均勻。攪拌速度不能過快，以防止剪切力過大而影響污泥顆粒化。反應器內將亞硝化池和平板膜池連接，污泥從平板膜池回流到亞硝化池構成污泥回流系統(tǒng)。整個試驗過程中，pH和DO濃度變化均由數(shù)字化分析儀實時監(jiān)測控制。

1—配水桶；2—進水泵；3—轉子流量計；4—黏砂曝氣頭；5—曝氣筒；6—攪拌器；7—曝氣泵；8—加熱器；9—回泥泵；10—平板膜；11—出水泵。圖1 試驗裝置示意Fig.1 Experimental apparatus chart

1.2 試驗用水及接種污泥

1.3 分析項目及方法

2 結果與討論

2.1 亞硝化工藝啟動階段

圖2 亞硝化工藝啟動階段運行情況Fig.2 Nitrification system start of operation

2.2 亞硝化工藝穩(wěn)定階段

圖3 亞硝化工藝穩(wěn)定階段運行情況Fig.3 Operation of reactor in stable stage

圖3(b)說明反應器通過較長污泥齡和限氧條件的控制，亞硝化菌增長速度和數(shù)量都加快。研究[9]表明，AOB菌和NOB菌的世代周期不同，分別為8～36 h和12～59 h，AOB菌世代周期略小于NOB菌。在反應過程中AOB菌起主要作用，而NOB菌的增長被抑制，隨著反應時間的延長，會使反應器內的亞硝化細菌逐漸成為優(yōu)勢菌種，硝化細菌逐漸被淘汰洗出。第45～69天，系統(tǒng)各項指標一直穩(wěn)定在第45天的指標范圍，亞硝化積累率保持在60%左右，反應器中形成穩(wěn)定的亞硝化系統(tǒng)。

2.3 亞硝化工藝高負荷階段

圖4 亞硝化工藝高負荷階段運行情況Fig.4 Nitrification system of high-load operation

3 結論

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