改性無紡布填料強(qiáng)化微氧生物反應(yīng)器處理效能研究.pdf

1、結(jié)合微氧環(huán)境和生物膜法的技術(shù)優(yōu)勢，形成微氧生物反應(yīng)器。在處理低濃度、易降解類廢水時(shí)，可相對高效低耗的去除污染物質(zhì)，降低剩余污泥產(chǎn)量。在處理高濃度、難降解類廢水時(shí)，能夠作為一項(xiàng)高效的預(yù)處理技術(shù)，提高污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)化效能，減少有毒有害氣體的產(chǎn)生，改善操作環(huán)境。
　　無紡布的內(nèi)部聚丙烯纖維交錯分布，具有較好的空間結(jié)構(gòu)。研究中選用無紡布作為生物填料的主體，并對無紡布進(jìn)行改性處理包括：除油、粗化和離子覆蓋處理。改性后的無紡布與硅橡膠圓管組合形

2、成懸浮式填料，具有較好的親水性和掛膜速度。將該填料投加到序批式反應(yīng)器內(nèi)，填料的投加使污泥形態(tài)由懸浮態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦街鴳B(tài)，填料投配率的提高使反應(yīng)器內(nèi)的生物量大幅增長。綜合對比不同投配率下反應(yīng)器的污泥濃度、污泥存在形態(tài)和改性無紡布填料的利用率，較適宜的投配率在10％-15%之間。
　　結(jié)合微氧曝氣和新型懸浮填料形成改性無紡布填料強(qiáng)化微氧生物反應(yīng)器。在污泥濃度為11 g/L、停留時(shí)間為6 h的運(yùn)行條件下，反應(yīng)器對COD、NH4+-N和TN

3、的具有較好的去除效果，平均去除率分別可達(dá)到76.95%、65.02%和58.61%；對TP的去除效果不穩(wěn)定，平均去除率為47.85%。
　　研究隨后考察了曝氣量、停留時(shí)間和溫度三個(gè)因素對微氧生物反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響。相比于無氧環(huán)境，微氧曝氣可以強(qiáng)化反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)效果，發(fā)揮多類菌的綜合作用，改善反應(yīng)器對污染物的去除效果。較大的曝氣強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)了相對DO值較高的微氧環(huán)境，有助于豐富反應(yīng)器內(nèi)的微生物種群結(jié)構(gòu)，提高微生物的代謝活性，從而實(shí)現(xiàn)較

4、高的污染物去除率。較長的停留時(shí)間有助于污染物的去除，但反應(yīng)器運(yùn)行周期后段的低氧和低底物環(huán)境容易引發(fā)絲狀菌的過度生長。溫度的升高有助于提高微氧生物反應(yīng)器對污染物的去除效果，尤其是當(dāng)溫度處在13-17℃之間時(shí)，影響效果更為顯著。
　　采用微氧生物反應(yīng)器處理生活污水時(shí)，在停留時(shí)間為12 h的條件下，反應(yīng)器對COD、SS、NH4+-N和TN的去除率分別可達(dá)到86.15%、93.69%、77.30%和65.25%。微氧生物反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)了CO

5、D和氮的同步去除。取得相似的處理效果，微氧生物反應(yīng)器去除單位耗氧污染物的供氧量為12.4 g/g，僅為好氧反應(yīng)器的1/3，污泥產(chǎn)率為0.098 g MLSS/gCOD，約為好氧反應(yīng)器的1/4。
　　采用微氧生物反應(yīng)器處理處理制藥廢水時(shí)，在停留時(shí)間為12 h的條件下，微氧生物反應(yīng)器較好的改善了廢水的可生化性，廢水中的有機(jī)氮被轉(zhuǎn)為氨氮，B/C比平均值由0.31增加到0.39，VFA含量的平均提高了約85.5%。反應(yīng)器較好的抑制了硫酸鹽

6、還原過程，避免了H2S等惡臭類氣體的產(chǎn)生。
　　微氧生物反應(yīng)器內(nèi)可能存在著多種氮的轉(zhuǎn)化過程，如硝化、反硝化、自養(yǎng)反硝化等，氮的去除主要是通過短程硝化反硝化途徑。
　　為了探索難降解有機(jī)物在微氧生物反應(yīng)器內(nèi)的降解機(jī)制，研究以硝基苯為典型有機(jī)物，進(jìn)行了降解途徑、降解速率及影響因素等方面的考察。微氧生物反應(yīng)器可以有效的去除硝基苯，反應(yīng)器內(nèi)硝基苯的降解規(guī)律為：硝基苯→苯胺→CO2+H2O+NH3，其中，硝基苯首先經(jīng)厭氧途徑被還原為苯

7、胺，苯胺再通過氧化途徑被徹底礦化。曝氣量不會影響硝基苯的去除效果，但對苯胺的去除有較大的影響，曝氣量由60 mL/(min·L)降低至0 mL/(min·L)時(shí)，苯胺的去除率由100%降至1.4%。反應(yīng)器運(yùn)行過程中，硝基苯的負(fù)荷不宜高于0.09 kgNB/(m3·d)。共存底物（葡萄糖）對硝基苯的降解速率具有較大的影響，有共存底物時(shí)，硝基苯的降解速率更快，微生物可耐受的硝基苯濃度也更高。微氧生物反應(yīng)器同樣可有效的去除硝基苯降解過程的中間

8、產(chǎn)物—苯胺，但處理負(fù)荷不宜高于0.12 kg AN/(m3·d)。
　　黑臭河道處理工程采用預(yù)處理+人工濕地的組合工藝，研究中考察了微氧生物反應(yīng)器作為預(yù)處理工藝的實(shí)際運(yùn)行效果。相比于無氧+無填料運(yùn)行條件，微氧+填料運(yùn)行條件下預(yù)處理池對污染物的去除效果得到明顯的改善，COD和NH4+-N的去除率均提高了近一倍。微氧+填料運(yùn)行條件下，由于僅進(jìn)行間歇曝氣，且充分利用太陽能資源，黑臭河道處理工程的實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用僅為0.08-0.12元/噸廢