低C-N比污水間歇曝氣MBR脫氮研究.pdf

1、我國南方許多城市污水的BOD、COD濃度都比較低，普遍存在碳源不足的問題，使用傳統(tǒng)活性污泥工藝處理時(shí)由于碳源不足而脫氮效率較低，若排放水體則存在富營養(yǎng)化潛在危險(xiǎn)，若增加深度處理則存在運(yùn)行成本高、占地面積大、脫氮也不徹底等問題。而新的生物脫氮工藝又不成熟，工程應(yīng)用上存在很多問題，因此低C/N比污水的高效脫氮成為當(dāng)今水處理技術(shù)上的一個(gè)難題。
　　 論文針對我國南方城市普遍存在的低C/N比污水現(xiàn)狀，克服目前膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于污水回用存

2、在的脫氮不徹底問題，開發(fā)了連續(xù)流一體化間歇曝氣膜生物反應(yīng)器（Intermittent-aeration Membrane BiologicAlReactor，IMBR）。IMBR集曝氣、沉淀、膜濾于一體，通過三相分離器將反應(yīng)區(qū)與膜室結(jié)合形成一體化構(gòu)造來強(qiáng)化脫氮，實(shí)現(xiàn)污泥自回流，節(jié)省污泥回流費(fèi)用，同時(shí)由于反應(yīng)器上部進(jìn)水中有機(jī)物的不斷補(bǔ)充，滿足反硝化所需碳源，降低了投加碳源的運(yùn)行成本，提高了脫氮效果。論文的主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　

3、　 （1）IMBR降污效能及各運(yùn)行參數(shù)對反應(yīng)器脫氮效果的影響研究表明：工況Ⅱ（曝氣2h，攪拌2h）對COD、NH4+-N、TN、SS具有較好的去除效果，系統(tǒng)出水完全滿足《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002）的要求，工況Ⅱ?yàn)槿N工況下的最優(yōu)運(yùn)行工況。在工況Ⅱ運(yùn)行條件下，隨著HRT從4h增大到8h時(shí)，COD、氨氮和總氮的去除效果明顯提高，當(dāng)HRT增大到12h時(shí)，COD的去除效果反而下降，氨氮和總氮的去除效果有

4、微小提高，建議HRT控制在8h左右；隨著進(jìn)水COD濃度和C/N值的升高，出水COD、氨氮與總氮濃度下降，其中總氮去除效果呈明顯上升趨勢；通過DO、ORP及pH曲線上A點(diǎn)可以判斷曝氣過程中碳氧化階段結(jié)束及硝化反應(yīng)的開始，通過DO降至零點(diǎn)及ORP、pH曲線上B點(diǎn)可以判斷攪拌過程中硝化反應(yīng)結(jié)束及反硝化開始，通過ORP曲線的硝酸鹽膝（C點(diǎn)）和pH曲線的硝酸鹽峰（C點(diǎn)）判斷反硝化結(jié)束與厭氧釋磷開始。
　　 （2）IMBR在不同工況的同步硝

5、化反硝化脫氮研究表明：低溶解氧條件下IMBR在工況Ⅰ（持續(xù)曝氣）、工況Ⅱ（曝氣2h，攪拌2h）和工況Ⅲ（曝氣2h，攪拌1h）中均存在SND現(xiàn)象。其中工況Ⅲ的SND脫氮效果較好，在曝氣階段的總氮平均去除率為56.38％，最大總氮去除率達(dá)到76.97％，在曝氣/攪拌交替運(yùn)行的完整周期內(nèi)有53.96％的總氮通過SND去除。在工況Ⅲ運(yùn)行條件下，隨著DO濃度的增大，硝化率逐漸增大的同時(shí)，同步硝化反硝化率先增大后減小，在DO為0.5-1.0mg/L

6、時(shí)SND脫氮效果最佳；隨著C/N的增加，SND脫氮效果逐漸提高，當(dāng)C/N為9時(shí)硝化反應(yīng)成為脫氮過程的限制步驟，降低了TN的去除率，在C/N為7時(shí)SND脫氮效果最佳。
　　 （3）掃描電鏡SEM圖象表明，IMBR系統(tǒng)內(nèi)的活性污泥絮體粗大而且密實(shí)，微生物相非常豐富，活性污泥內(nèi)生長著大量的細(xì)菌、真菌、原生動物和后生動物，豐富的生物相為系統(tǒng)功能的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有效保證。
　　 （4）根據(jù)Monod公式，推導(dǎo)出了IMBR在好氧條件

7、下的同步硝化反硝化動力學(xué)模型，工況Ⅱ（曝氣2h，攪拌2h）和工況Ⅲ（曝氣2h，攪拌1h）的動力學(xué)模型中硝酸鹽氮飽和常數(shù)分別為1.37mg/L和1.86mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單級活性污泥反硝化過程中的飽和常數(shù)；工況Ⅲ的動力學(xué)常數(shù)A、B和值均大于工況Ⅱ的A、B和值，說明工況Ⅲ在好氧條件下的硝化速率和反硝化速率均高于工況Ⅱ，其氨氮去除效果和SND脫氮效果均優(yōu)于工況Ⅱ。
　　 （5）IMBR的焓平衡及能耗評價(jià)指標(biāo)分析表明：2h曝氣/2h攪拌