1、浸沒式膜-SBR反響器去除焦化廢水中氨氮的研究摘要：膜生物反響器加ebraneBireatr，是通過膜別離強(qiáng)化生物處理效果的組合工藝。由于膜的截留作用，微生物不隨出水流失，同時(shí)大分子難降解物質(zhì)和微生物代謝產(chǎn)物也保存在反響器內(nèi)，其中有些物質(zhì)可能對(duì)微生物生理活動(dòng)產(chǎn)生一些影響，使得膜生物反響器在NH3N的去除中，具有不同于普通活性污泥法的性質(zhì)。本試驗(yàn)通過一年多的運(yùn)行，研究了在較長(zhǎng)泥齡條件下，膜生物反響器對(duì)焦化廢水中NH3N的去除特點(diǎn)，并討論了NH3N去除的影響因素。關(guān)鍵詞：浸沒式膜-SBR反響器焦化廢水去除氨氮AStudynNH3-NRevalfkeasteaterbySubergedebraneS

2、equenng-BahBireatrAbstrat:AsubergedebraneSequeningBathBireatrasusedttreatkeasteater.Theresultsshthat:thesysteasdeeplyaffetedbyteperature,pHvalueftheeffluent,DftheixedliqUid,suddenraisefinfluentNH3-Nnentratin.Astheresultfebraneseparatin,theaniaxidizingbateriaasallkeptinthereatrandthenitrifyingability

3、fthesysteasenhaned.ebraneseParatinresultsintheaurnulatinfthebaterialetabliprduts,hihinhibittheativitiesfnitritexidizingbateriaandakethenitritetauulate.Keyrds:ebraneBireatr;SeqUeningBathReatr;keasteater;astehertreatent前言膜生物反響器加ebraneBireatr，是通過膜別離強(qiáng)化生物處理效果的組合工藝。由于膜的截留作用，微生物不隨出水流失，同時(shí)大分子難降解物質(zhì)和微生物代謝產(chǎn)物也保存

4、在反響器內(nèi)，其中有些物質(zhì)可能對(duì)微生物生理活動(dòng)產(chǎn)生一些影響，使得膜生物反響器在NH3N的去除中，具有不同于普通活性污泥法的性質(zhì)。本試驗(yàn)通過一年多的運(yùn)行，研究了在較長(zhǎng)泥齡條件下，膜生物反響器對(duì)焦化廢水中NH3N的去除特點(diǎn)，并討論了NH3N去除的影響因素。1試驗(yàn)材料和試驗(yàn)方法1.1試驗(yàn)裝置及材料試驗(yàn)采用一體式膜生物反響器進(jìn)展研究，試驗(yàn)裝置如圖1所示。反響器容積15L，膜組件采用PVDF中空纖維微濾膜，孔徑0.15，膜面積0.222。1.2運(yùn)行條件生物反響器的運(yùn)行方式分為兩階段。階段一：從1999年9月27日起的310天采用缺氧一好氧工藝運(yùn)行，運(yùn)行周期為24h，其中缺氧進(jìn)水6h，曝氣反響15h，膜排水

5、2h排水量11L，閑置1h。階段二：2000年8月2日-9月23日第311天-364天為缺氧-好氧-缺氧方式運(yùn)行9月2日-23日排水量減為8L，周期仍為24h，缺氧進(jìn)水3.53h，曝氣15h，缺氧攪拌3.54.5h，曝氣排水21.5h。試驗(yàn)期間除分析少量取泥外，污泥增長(zhǎng)緩慢，根本不排泥。經(jīng)核算，泥齡為600d。1.3膜組件運(yùn)行情況排水采用恒通量方式，即固定排水量為0.14Lin，隨著混合液濃度進(jìn)步和膜面污染物的沉積，抽吸壓力逐漸上升。為控制膜污染引起的壓力上升，設(shè)定抽吸10in，停歇5in1，整個(gè)排水期分為8個(gè)周期。膜組件下部曝氣和膜組件的垂直運(yùn)動(dòng)，在膜外表產(chǎn)生水流剪切作用，使吸附于膜面的污染

6、物局部脫落，緩解壓力上升。排水完畢，將膜組件用進(jìn)水清洗后，沖洗水返回反響器內(nèi)，膜用出水浸泡。系統(tǒng)運(yùn)行一年多，未進(jìn)展化學(xué)清洗，運(yùn)行穩(wěn)定。2試驗(yàn)結(jié)果及分析2.1硝化效果的影響因素運(yùn)行過程中，在保證溫度、pH、溶解氧的條件下，進(jìn)水NH3N小于240gL時(shí)，出水NH3N均小于5gL。春季，硝化啟動(dòng)后，系統(tǒng)進(jìn)出水NH3N變化見圖2。2.1.1沖擊負(fù)荷的影響由圖2分析，當(dāng)進(jìn)水NH3N濃度突然升高，系統(tǒng)對(duì)NH3N去除效果明顯下降，污泥負(fù)荷甚至出現(xiàn)負(fù)值這是因?yàn)楫愷B(yǎng)菌受沖擊負(fù)荷影響比硝化菌小，進(jìn)水中的有機(jī)氮繼續(xù)被異養(yǎng)菌轉(zhuǎn)化為NH3N，從而使出水NH3N高于進(jìn)水，需要經(jīng)過5d以上時(shí)間才能恢復(fù)。系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷的才能

7、較差，主要由于反響器內(nèi)微生物多數(shù)呈分散生長(zhǎng)，相對(duì)于傳統(tǒng)活性污泥法的污泥絮體中集中生長(zhǎng)的微生物來講，抗沖擊負(fù)荷的才能要差。2.1.2pH值的影響系統(tǒng)對(duì)NH3N的處理效果與出水pH值親密相關(guān)，圖3為進(jìn)水NH3N為122gL左右時(shí)，出水NH3N濃度與pH的關(guān)系。當(dāng)pH大于8.1時(shí)，出水NH3N才能降至10gL。同時(shí)，在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)進(jìn)水NH3N濃度越大，要保持處理效果，要求出水pH越高見表1小H值對(duì)硝化的影響是暫時(shí)性的，一旦PH恢復(fù)，硝化效果很快恢復(fù)正常。表1進(jìn)出水NH3-N和出水pH值進(jìn)水NH3-N/g.L-1)65.272.891.3117.3121.8出水NH3-N/g.L-1)1111211.3

8、出水pH6.627.777.548.128.152.1.3溫度的影響初期，系統(tǒng)溫度在20以上時(shí)，根本保持了良好的硝化效果。圖4是幾天有代表性的受溫度波動(dòng)影響時(shí)的處理效果。降溫首先影響硝酸鹽細(xì)菌，使N2-N積累NH3N去除率未受大的影響，出水NH3-N濃度仍然較低見圖4中第24天；第30天，溫度上升，N2-N很快降低，系統(tǒng)恢復(fù)；當(dāng)溫度持續(xù)低于20，亞硝酸鹽細(xì)菌也受到影響，NH3N的去除也逐漸減小，硝化作用完全停頓。2.1.4泥齡系統(tǒng)運(yùn)行初期，進(jìn)水NH3N240gL左右，在未受到?jīng)_擊負(fù)荷和溫度、PH的影響時(shí)，NH3N去除率為99以上，產(chǎn)物主要為N2-N，硝化效果良好。運(yùn)行300d以后，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)水N

9、H3N為120gL時(shí)，出水已經(jīng)為10gL左右了，而且出水主要為N2-N。分析原因是因?yàn)榇x產(chǎn)物大局部為高分子物質(zhì)，不能透過膜隨出水排掉。同時(shí)，由于泥齡很長(zhǎng)，每天排泥量很少，運(yùn)行初期代謝產(chǎn)物的積累還比擬少，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加在反響器內(nèi)逐漸積累。當(dāng)積累到一定程度，就對(duì)硝化產(chǎn)生抑制。由于硝酸鹽細(xì)菌對(duì)環(huán)境比亞硝酸鹽細(xì)菌敏感，硝酸鹽細(xì)菌的活性幾乎完全被抑制，出水中N3-N含量很低。從NH3N的去除情況來看，亞硝酸鹽細(xì)菌也受到了影響。2.2膜生物反響器的硝化特性由本試驗(yàn)結(jié)果分析，由于采用了膜生物反響器，系統(tǒng)的硝化具有以下幾方面的特點(diǎn)：2.2.1強(qiáng)化對(duì)NH3N的去除效果反響器運(yùn)行初期，系統(tǒng)具有較高的處理效率

10、。以NH3N去除計(jì)算的容積負(fù)荷最高可達(dá)0.19kg3d，出水NH3N小于1g/L，NH3N去除率為99.9。而針對(duì)相似水質(zhì)的AA工藝，只有當(dāng)進(jìn)水NH3N容積負(fù)荷小于0.1kg3d時(shí)，出水NH3N才小于10gL，容積負(fù)荷大于0.18kg3d時(shí)，出水NH3N大于40gL，NH3N去除率降至50以下2。采用膜生物反響器可以到達(dá)很好的NH3N去除效果的原因是由于：反響器內(nèi)保持較高的污泥濃度，降低了F值，減弱了異養(yǎng)菌對(duì)溶解氧的競(jìng)爭(zhēng)，有利于自氧硝化的進(jìn)展；膜生物反響器內(nèi)微生物絮體較活性污泥法細(xì)碎，污泥呈分散生長(zhǎng)，有利于氧的傳質(zhì)；膜的截留作用使微生物不隨出水流失，硝化菌得以在反響器內(nèi)富集成為優(yōu)勢(shì)菌種，使NH

11、3N的轉(zhuǎn)化更為徹底。2.2.2抑制硝酸鹽細(xì)菌活性反響器運(yùn)行初期，未受到溫度的影響時(shí)，進(jìn)水NH3N根本完全轉(zhuǎn)化為N2-N，無N2-N的積累。經(jīng)過冬季，硝化作用完全受到抑制，次年5月溫度上升至23后，硝化作用迅速啟動(dòng)，出水NH3-N在5d內(nèi)降至1gL以下，主要轉(zhuǎn)化產(chǎn)物為N2-N，N3-N濃度一直保持在比擬低的程度，大局部時(shí)間在10gL以下。NH3NN2-N2的脫氮過程稱為短程脫氮shrtutbilgialnitrgenreval，短程脫氮防止了硝化時(shí)N2-被轉(zhuǎn)化為N3，反硝化時(shí)又被復(fù)原為N2-的無效循環(huán)，理論上可以節(jié)省40的碳源和25的供氣量3，由N2-的進(jìn)展的反硝化速率是N3-的4.3倍4，硝化

12、停留在N3-N階段有利于反硝化的進(jìn)展。3結(jié)論系統(tǒng)硝化效果受溫度、pH、溶解氧的影響。溫度降低首先影響硝酸鹽細(xì)菌，使N2-N積累，但NH3N去除率未受大的影響；當(dāng)溫度持續(xù)降低到20以下時(shí)，NH3N的去除受到影響：pH對(duì)系統(tǒng)的影響是暫時(shí)的，最適pH與進(jìn)水NH3N濃度有關(guān)，隨進(jìn)水NH3N濃度進(jìn)步而增大。膜將硝化菌截留于系統(tǒng)中，有利于進(jìn)步系統(tǒng)的硝化效果，在不受系統(tǒng)代謝產(chǎn)物的影響和適宜條件下，以NH3N去除計(jì)算的容積負(fù)荷最高可達(dá)0.19kg3d，而出水NH3N小于1gL，NH3N去除率為99。600d的泥齡使膜截留下來的微生物代謝產(chǎn)物和其他大分子物質(zhì)在反響器內(nèi)積累，抑制硝酸鹽細(xì)菌活性，引起N2-N的積累，有利于短程脫氮的進(jìn)展。但最終也會(huì)影響硝酸鹽細(xì)菌的活性，影響系統(tǒng)的硝化效果。參考文獻(xiàn)：1桂萍，等.膜生物反響器運(yùn)行條件對(duì)膜過濾特性的影響J.環(huán)境科學(xué)，1999，212：3841.2李詠