膜生物反應器強化除磷脫氮性能研究.pdf

1、氮、磷是導致水體富營養(yǎng)化的優(yōu)勢污染物。反硝化除磷技術具有節(jié)省有機碳源、減少溫室氣體排放、剩余污泥產(chǎn)量小等優(yōu)點，符合可持續(xù)發(fā)展理念，具有廣闊的發(fā)展前景。 本研究采用序批式膜生物反應器(SBMBR)周期性運行，通過對其運行模式及操作參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，強化其除磷脫氮能力，同時對不同工藝模式下SBMBR對氮磷的去除性能、污泥特性及膜污染等進行了考察。 首先通過將AO模式運行的SBMBR和傳統(tǒng)膜生物反應器(CMBR)運行模式進行對比

2、，考察二者在不同進水碳氮比 (COD/TN=28.2～3.4) 條件下對氮磷的去除能力。結果表明：CMBR中TP的去除率在14％～96％之間波動；在進水COD/TN降至6.3時，對 TN 基本無去除效果。以 AO 方式運行的SBMBR具有很好的污染物去除能力，即使在進水 COD/TN 降到6.3時，TN和NH<,4><'+>-N的去除率仍可達到65％和90％以上；TP 去除率保持在90％左右，在此COD/TN范圍內(nèi)，基本不受進水COD/

3、TN變化影響；而且驗證序批式的運行方式有助于減緩膜污染。 為強化SBMBR的反硝化除磷能力，在 AO MBR 中引入缺氧段，并通過對工藝運行模式的調(diào)整，逐步強化其反硝化除磷效果。依次考察單反應器形式的 AOA、A<'2>O MBR及雙反應器 MUCT-MBR 對污染物的去除性能，比較各工藝模式的反硝化除磷能力。結果表明：在 AO MBR 好氧末引入缺氧段而形成的AOA MBR工藝，具有一定的反硝化除磷性能；但PHB因好氧吸磷而被

4、大量氧化，使缺氧段中聚磷菌(PAOs)的內(nèi)碳源不足，而無法最大限度的提高系統(tǒng)反硝化除磷能力，因此缺氧段的除磷量占總除磷量的比例僅為28％。為解決上述不足，將缺氧段提前到厭氧階段末，形成了A<'2>O MBR系統(tǒng)，通過外加硝酸鹽為反硝化吸磷提供電子受體。其缺氧段反硝化除磷量占總除磷量的比例提高到50％以上，但外加硝酸鹽形成缺氧環(huán)境造成工藝操控復雜。因此，進一步改進工藝為雙反應器的 MUCT-MBR，兩反應器中均有明顯的缺氧吸磷現(xiàn)象，整個系

5、統(tǒng)由缺氧段所去除的磷約占總除磷量的60％。系統(tǒng)以好氧產(chǎn)生的 NO<,3><'->作為缺氧吸磷的電子受體，實現(xiàn)了無外加 NO<,3><'->的條件下強化系統(tǒng)的反硝化除磷性能。 采用FISH技術對PAOs占全菌的比例進行檢測，得出AO、AOA及A<'2>O MBR 中PAOs 所占比例依次增大；污泥磷元素分析結果顯示，三系統(tǒng)中污泥含磷率依次增大，即吸磷能力逐漸提高。對污泥產(chǎn)率的計算結果為，SBMBRs 中的污泥產(chǎn)率均明顯低于傳統(tǒng)活性

6、污泥(CAS)工藝，且隨反硝化除磷能力的增強，污泥產(chǎn)率減少，A<'2>O MBR 中污泥產(chǎn)率僅為 0.29 kgVSS·kgCOD<'-1>。但由于其具有較高的污泥含磷率，從而保證了良好的除磷效果。 研究發(fā)現(xiàn)：在 AO、AOA、A<'2>O MBR 至 MUCT-MBR 的改進過程中，隨著反硝化除磷能力的逐步提高，污泥的比好氧吸磷速率下降。表明對缺氧環(huán)境的強化更有利于具有反硝化能力的聚磷菌的生長，相應的對好氧聚磷菌的生長及活性產(chǎn)