低碳氮比條件下膜生物反應器處理高氨氮廢水時穩定亞硝化過程的建立

張立成，牛藝,，宋永會，鄭鐵強,，田智勇*

1.沈陽建筑大學市政與環境工程學院，遼寧 沈陽 110168 2.環境基準與風險評估國家重點實驗室，中國環境科學研究院，北京 100012 3.中國環境科學研究院城市水環境科技創新基地，北京 100012

(1)

(2)

總反應式為：

(3)

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

試驗采用平板膜組件的MBR反應器，其平板膜組件的膜孔徑小于0.10 μm。反應器由有機玻璃制成，總容積90 L，有效容積75 L，分為亞硝化池和平板膜池兩部分，其中亞硝化池容積為60 L，有效容積為50 L；膜分離池容積為30 L，有效容積為25 L(圖1)。試驗廢水由計量泵自配水桶經反應器底部送入，出水通過自吸泵經平板膜組件自吸排出。反應器溫度控制在(29±1)℃，反應器曝氣由曝氣泵提供，曝氣筒內用黏砂曝氣頭進行曝氣，使曝氣筒內液流與反應器內液流形成內循環，通過傳質交換為反應器內處理水提供溶解氧，由轉子流量計控制曝氣量。同時反應器內設攪拌器和微孔曝氣，轉子轉速控制在15 r/min，以便泥水混合均勻。攪拌速度不能過快，以防止剪切力過大而影響污泥顆粒化。反應器內將亞硝化池和平板膜池連接，污泥從平板膜池回流到亞硝化池構成污泥回流系統。整個試驗過程中，pH和DO濃度變化均由數字化分析儀實時監測控制。

1—配水桶；2—進水泵；3—轉子流量計；4—黏砂曝氣頭；5—曝氣筒；6—攪拌器；7—曝氣泵；8—加熱器；9—回泥泵；10—平板膜；11—出水泵。圖1 試驗裝置示意Fig.1 Experimental apparatus chart

1.2 試驗用水及接種污泥

1.3 分析項目及方法

2 結果與討論

2.1 亞硝化工藝啟動階段

圖2 亞硝化工藝啟動階段運行情況Fig.2 Nitrification system start of operation

2.2 亞硝化工藝穩定階段

圖3 亞硝化工藝穩定階段運行情況Fig.3 Operation of reactor in stable stage

圖3(b)說明反應器通過較長污泥齡和限氧條件的控制，亞硝化菌增長速度和數量都加快。研究[9]表明，AOB菌和NOB菌的世代周期不同，分別為8～36 h和12～59 h，AOB菌世代周期略小于NOB菌。在反應過程中AOB菌起主要作用，而NOB菌的增長被抑制，隨著反應時間的延長，會使反應器內的亞硝化細菌逐漸成為優勢菌種，硝化細菌逐漸被淘汰洗出。第45～69天，系統各項指標一直穩定在第45天的指標范圍，亞硝化積累率保持在60%左右，反應器中形成穩定的亞硝化系統。

2.3 亞硝化工藝高負荷階段

圖4 亞硝化工藝高負荷階段運行情況Fig.4 Nitrification system of high-load operation

3 結論

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