SBBR進水NH+4—N濃度對反硝化及總氮的影響

杜巍+孫雙霜

摘要：指出了序批式生物膜反應(yīng)器（Sequencing Batch Biofilm Reactor， 簡稱SBBR）是目前國內(nèi)外正在研究、應(yīng)用的一種污水生物處理新工藝，它是一種將生物膜與活性污泥法進行結(jié)合的新型復(fù)合式生物膜反應(yīng)器。使用序批式生物膜反應(yīng)器進行了實驗，并通過深入探討不同NH+4-N進水濃度，研究了脫氮的效果。

關(guān)鍵詞：反硝化；總氮；序批式生物膜反應(yīng)器

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0102-02

1 反應(yīng)裝置及運行方式

實驗在SBR中進行，反應(yīng)器高500 mm，內(nèi)徑160 mm，用有機玻璃管制成，有效容積為10 L。反應(yīng)器內(nèi)中央固定有生物膜，在反應(yīng)器壁上垂直方向設(shè)置有進水口、取樣口、排水口、排泥口。底部靠一側(cè)裝有微孔曝氣砂頭，采用鼓風(fēng)曝氣，轉(zhuǎn)子流量計控制曝氣量，反應(yīng)器配有機械攪拌器，在厭氧段使反應(yīng)器內(nèi)填料和污泥處于均勻混合狀態(tài)，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)使活性污泥不沉淀在反應(yīng)器內(nèi)為準，實驗用反應(yīng)器如圖1所示。

SBBR反應(yīng)器一個完整的周期共約8 h。啟動SBBR后，進水泵把模擬廢水輸送到反應(yīng)器中，當(dāng)水位到達高水位電極后，自控裝置停止進水；攪拌器開始攪拌，進行2 h的厭氧反應(yīng)；隨后氣泵開始工作，通過微孔曝氣器進行曝氣，用轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)流量，曝氣好氧階段共5 h，曝氣后沉淀0.5 h，沉淀后開始排水，當(dāng)水位到達最低水位電極后排水控水器停止排水，最后閑置0.5 h讓活性污泥恢復(fù)活性。

2 實驗水質(zhì)

用水為人工模擬生活污水，模擬水的配置是向自來水中投加K2H2PO4、NH4Cl和蔗糖，通過控制投加量來達到水質(zhì)中不同的NH+4-N、PO3-4-P濃度和不同的碳氮比。同時加入營養(yǎng)鹽、微量元素給微生物提供氧，加入NaHCO3控制堿度。反應(yīng)在室溫下進行，模擬污水的配方見表1。

3 進水NH+4-N濃度對反硝化及總氮的影響

實驗中讓pH值保持在6.5左右，當(dāng)游離氨濃度高于硝酸菌的抑制濃度，而低于亞硝酸菌的抑制濃度時，亞硝酸菌就能夠正常增殖和氧化，而硝酸菌則被抑制，就會發(fā)生亞硝酸菌的累積。因為分子態(tài)游離氨對硝化作用有明顯的抑制作用。進水氨氮濃度提高，引起溶上液內(nèi)游離氨濃度的增大，抑制了反應(yīng)器中硝酸菌的活性，從而造成系統(tǒng)內(nèi)的亞硝酸鹽氮的積累。

圖2是不同進水氨氮濃度條件下，進、出水總氮及總氮去除率的變化情況。圖3是下一個周期內(nèi)總氮去除率。

不同進水NH+4-N濃度條件下反應(yīng)器出水各NH+4-N濃度的變化如圖4所示。實驗中進水NH+4-N濃度由17.81 mg/L～23.6 mg/L提高至NH+4-N濃度在32.8 mg/L～36.52 mg/L時，出水NH+4-N濃度平均值分別為3.98 mg/L、4.46 mg/L。

4 結(jié)論

隨著進水NH+4-N濃度的提高，出水NH+4-N濃度基本沒有太大的變化。說明NH+4-N濃度對硝化作用沒有明顯的影響。同時隨著進水NH+4-N濃度的增大，總氮的去除效果并沒有明顯的變化。

參考文獻：

[1]王東波，李小明.內(nèi)循環(huán)SBR反應(yīng)器無氧段實現(xiàn)同步脫氮除磷[J].環(huán)境科學(xué)， 2007，28（3）：534～539.

[2]宋運學(xué)，王 波.湖泊水庫水體污染控制措施分析[J].太原科技，2003（4）：76～77.

[3]李秀霞，張衛(wèi)東.水體污染與富營養(yǎng)化[J].山東教育學(xué)院學(xué)報，2000（4）：61～63.

[4]劉 雨.生物膜法污水處理技術(shù)[M].北京：中國建筑土業(yè)出版社，2000.

[5]Adham S ，Gagliardo P，Boulos L ，et al . Feasibility of the membrane bioreactor process for water reclamation[ J ] . Wat .Sci. Tech. ，2001，43 （10）：203～209.

[6]呂 紅，徐又一，朱寶庫.分體式膜2生物反應(yīng)器在廢水處理的工藝條件[J].環(huán)境科學(xué)，2003，24 （3） ： 61～64.

[5]孫錦宜.含氮廢水處理技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社環(huán)境科學(xué)與工程出版中心，2003.

[6]沈耀良，王寶貞.廢水生物處理新技術(shù)—理論與應(yīng)用（第二版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1999.

[7]Zhang H M，Xiao J N，Cheng YJ，et al.Comparison between a sequencing batch membrane bioreactor and a conventional membrane bioreactor[J].Process Biochem，2006，41 （1）：87～95.

[8]張捍民， 成英俊， 肖景霓，等. 序批式膜生物反應(yīng)器脫氮除磷性能研究[J].大連理工大學(xué)學(xué)報，2005，45 （1）：22～25.

[9]張丹華.含氮廢水生物處理及其微生物群落分析[D].上海：上海師范大學(xué)，2014.

[10]吳永明，萬金保，熊繼海.游離氨在高含氮廢水生物法處理中的作用及其研究進展[J].工業(yè)水處理，2010（9）：1～4.

[11]彭玉梅，李慧強，楊 平.間歇曝氣MBBR深度處理含氮廢水效能[J].四川大學(xué)學(xué)報（工程科學(xué)版），2013（S1）：133～138.

[12]董建威.高濃度含氮廢水處理技術(shù)研究[J].廣東化工，2014（15）：166～167.

[13]夏玉梅.高含氮廢水處理器的研究[D].鞍山：遼寧科技大學(xué)，2016.

[14]李蘭娟，劉福強，凌盼盼.含氮廢水處理技術(shù)和工藝研究進展[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2009（5）：46～51.