《改良序批式膜生物反应器处理低碳高磷城市污水的试验研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《改良序批式膜生物反应器处理低碳高磷城市污水的试验研究（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、改良序批式膜生物反应器处理低碳高磷城市污水的试验研究 张传义张雁秋张玉翠袁丽梅贾菲菲 中国矿业大学环境与测绘学院，江苏省徐州市，2 2 1 1 1 6 摘 要 采用改良序批式膜生物反应器对低碳高磷城市污水进行试验研究。研究结果表明， 当碳磷比( C P ) 9 0 时，维持低溶解氧水平可达到高效的脱氮除磷去除效率；当C P 一4 5 5 5 ，需有足够的溶解氧才能实现系统的同步脱氮除磷；当C P = 2 0 2 8 时，碳源成为系统氮磷 去除的限制性因素，延长交替时间强化反硝化聚磷在一定程度上可以缓解这一矛盾，当好氧 缺氧( O A ) 交替时间从1 h 增加到2 h 时，反硝化聚磷效率从7
2、0 8 1 提高到7 5 7 5 。但当 c P 小于2 0 ，必须依靠外加碳源或其他方法实现高效除磷。 关键词改良序批式膜生物反应器低C p 交替0 A 脱氮除磷 R e s e a r c ho nI o wC Pr a t i o nm u n i c i p a l w a s t e w a t e rt r e a t m e n tinanam e n d e ds qu e n cin g b a t c hm e mb r an er e a c t o r Z h a n gC h u a n y iZ h a n gY a n q i u Z h a n gY u c u
3、 i Y u a nL i m e i Ji aF e i f e i S c h o o Io fe n v i r o n m e n ta n ds p a t i a ll n f O r m a t I c s ，C h i n aU n i v e r s i t yO f M l n I n ga n dT e c h n o I o g y ，X u z h o u ，d I a n g s u ，2 2 1 1 1 6 A b s t r a c tA m e n d e ds q u e n c i n gb a t c hm e m b r a n er e a c t
4、o r ( A S M B R ) w a sd e v e l o p e dt oe n h a n c e n i t r o g e na n dp h o s p h o r u sr e m o v a lf o rl o wC Pr a t i o nm u n i c i p a lw a s t e w a t e r T h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a tp h o s p h o r u sa n dn i t r o g e nc o u l db er e m o v e dp r e f e r a b l
5、yw i t hl O WD Oc o n c e n t r a t i o no ft h er e a c t o ru n d e rh i g hC Pr a t i o n ( C P = 9 0 ) ，w h e nC Pr a t i o nw a s4 5 5 5 ，t h er e - m o v a le f f i c i e n c yo fp h o s p h o r u sa n dn i t r o g e nc o u l db eo b t a i n e db yi n c r e a s i n gD Oc o n c e n t r a t i o
6、n A n dl O Wc a r b o ns o u r c ew e a k e nr e m o v a le f f i c i e n c yu n d e rl o w e rC Pr a t i o n ( c p = 2 0 2 8 ) ，t h i sc o n f l i c tc o u l db es e t t l e db ye x t e n d i n ga l t e r n a t i o no x i c a n o x i c ( O A ) t i m et oi n t e n s i f yd e n i t r i f y i n gp h o
7、 s p h o r u sr e m o v a l ，f o re x a m p l e ，w h e ni n c r e a s ea l t e r n a t i o nO At i m ef r o mlh t o2 h t h er e m o v a le f f i c i e n c yo fd e n i t r i f y i n gp h o s p h o r u sw a se n h a n c e df r o m7 0 81 t o 生态、环境科学与工程技术 6 5 3 7 5 7 5 H o w e v e r ，a d d i t i o n a l
8、c a r b o ns o u r c eo ro t h e rm e t h o d st or e m o v ep h o s p h o r u sw a s n e e d e dw h e nC Pr a t i o nw a sl e s st h a n2 0 K e y w o r d s a m e n d e ds q u e n c i n gb a t c hm e m b r a n er e a c t o r ( A S M B R ) l o wC Pr a t i o n p h o s p h o r u sa n dn i t r o g e nr
9、e m o v a la l t e r n a t i o nO A 水体富营养化是一个全球性的环境问题，它是由于水体中氮、磷含量超标导致藻类过度繁殖引起 的。为了降低氮磷对水体环境的危害，许多国家和地区立法对氮磷制定新的排放标准。目前国内建成 的大多二级污水处理厂出水很难达到城镇污水处理厂污染物排放标准( G B l 8 9 1 8 2 0 0 2 ) 的要求，面 临着严峻的改造任务 1 。目前已开发出的具有良好的脱氮除磷工艺有A 2 o 、S B R 、U C T 、M U C T 等，对 于某些低碳源的城市污水来说，尤其在我国南方的许多城市存在低C P 和低C N 的现象，针对这种污
10、水，目前的脱氮除磷工艺对氮磷去除效果难以得到保证 z 。因此研究和开发经济高效的城市污水( 尤其 是低碳源城市污水) 脱氮除磷新技术具有重要的现实意义。 序批式膜生物反应器( S q u e n c i n gB a t c hM e m b r a n eR e a c t o r ，S M B R ) 是融合膜分离技术和S B R 技术 于一体的污水处理新工艺。研究表明 3 喝 ，S M B R 具有良好的脱氮除磷能力。为进一步提高M S B R 的 脱氮除磷效果( 尤其是低碳源城市污水) ，作者对S M B R 工艺进行了优化，即采用厌氧一交替好氧缺氧 ( 0 A ) + 膜出水的运行方
11、式，并考察了该系统对低碳高磷城市污水的处理效能。 一、材料与方法 ( 一) 试验装置 A S M B R 反应器采用无机玻璃制作，试验装置如图1 所示。反应器( L B H 一2 5 0 1 2 0 5 0 0 m m ) 有效容积为1 0 L ，采用聚偏氟乙烯中空纤维膜，膜孑L 径为0 2 2 u m ，膜面积为0 2 m 2 。反应器中 设置搅拌器，以保证活性污泥在非曝气阶段的泥水混合。膜组件下方设置砂头和穿孔管两种曝气方式， 分别用于曝气和出水两个阶段。 1 0 1 鼓风机；2 阀门 3 气体流量计；4 膜组件；5 穿孔曝气管； 6 压差计；7 时间继电器；8 出水泵；9 加药泵； 1
12、0 储药箱；1 1 电控系统 图1M S B R 试验装置 6 5 4第六届博士生学术年会论文集 ( 二) 试验方法 1 试验用水及污泥培养试验采用人工配置的模拟生活污水，主要成分有：葡萄糖、淀粉、N H 。C 1 、 N a H C O 。、K H 。P O 。，同时投加少量钙、铁、镁等微量元素。进水C O D 为3 5 0 4 5 0 m g L ，N H s N 为2 0 3 5m g L 。 2 分析方法溶解氧( D O ) 采用溶解氧自动测定仪，T P 采用钼酸铵分光光度法，T N 采用紫外分 光光度法，N H 。一N 采用钠氏试剂分光光度法，N O f N 采用紫外分光光度法，M
13、L S S 采用重量法。 ( 三) 运行方式 采用厌氧一交替O A + 膜出水的运行方式，厌氧期间搅拌进水，为保证碳源能被聚磷菌充分利用， 采用长时间低流量的进水方式，厌氧进水时间l h ；l h 后进行交替曝气缺氧搅拌( O A ) ，实现多级缺氧 与好氧的交替，使摄磷、硝化、反硝化交替进行，并实现反硝化除磷，交替时段为1 0 1 0 m i n 。出水采用负 压恒流的方式，利用穿孔管曝气以减缓膜污染，膜出水1 h 后再循环至厌氧进水，一个周期为3 h ，通过时 间继电器控制各阶段时间。每周期的进水量是3 2 L ，S R T 为6 0 d 。通过改变进水中磷的浓度调整不 同进水的C P ，
14、试验方案为：阶段I ( 1 1 2 d ) 、阶段I I ( 1 3 3 5 d ) 和阶段m ( 3 6 7 3 d ) 的进水T P 分别为 4 5m g L 、7 9m g L 和1 2 - - 一2 0m g L ，对应的C P 分别为9 0 、4 5 5 5 和2 0 2 8 。 二、结果与斗p , I 论1 5 一、；口木0 p ( 一) 阶段I 低氧的处理效果 运行初期，进水T P 在4 5 m g L ，C O D T P ( C P ) 9 0 ，控制交替曝气段的D O 在0 3 o 5 m g L ， 系统氮磷的处理效果如图2 、图3 所示。 ! 生兰：! 翌型兰 - ；
15、! 三：巴吐 - k ! 曼兰翌型兰 - 毫 要 魁 蠖 05 时间( d ) + 总氮出水+ 氨氮出水+ 总磷出水十D O 一总氮去除率+ 氨氮去除率o 一总磷去除率 图2 阶段I 、氮磷的处理效果 l o o 8 0 6 0 摹 辫 4 0 簧 2 0 O 试验发现，在该工况条件下，系统对氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为9 2 3 2 、8 5 5 7 和 9 4 4 7 ，出水T P 可以保持在0 5 m g L 以下。研究表明，当进水C P 较高时，曝气段的D O 并不影响 系统总氮总磷的去除，出水水质完全可达城镇污水处理厂污染物排放标准( G B l 8 9 1 8 2 0 0 2
16、 ) 的一级 4 2 O 8 6 4 2 O 生态、环境科学与工程技术6 5 5 A 标准。在系统稳定运行第8 d 进行了周期试验，结果表明，该工况整个过程的D O 较低，保证厌氧段的 释磷进行完全，在碳源充足的情况下，交替O A 段仍是系统除磷的关键环节，当交替O A 结束时，T P O 5 m g L ，好氧出水段对磷基本没有去除。但较低的D O 影响了硝化反应，交替O A 结束时，氨氮浓 度仅降至4 4 1 m g L ，好氧出水结束时则达到0 1 0 m g L ，故溶解氧不足造成交替O A 脱氨氮效率下 降，系统中还有一部分的氨氮在膜出水阶段去除的，这也是出水氨氮的去除率仅能达到9 2 的原因，低 于传统的M B R 对氨氮的去除效率。尽管交替O A 段的低D 0
