新型懸浮載體復(fù)合MBR系統(tǒng)強(qiáng)化脫氮技術(shù)研究.pdf

1、生物脫氮具有高效、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于各種污水處理工藝中，然而當(dāng)前我國包括膜生物反應(yīng)器(Membrane bioreactor, MBR)在內(nèi)的污水處理工藝中，進(jìn)水普遍較低的C/N比直接影響了其反硝化脫氮效果，通常采用投加甲醇、乙醇等液體碳源作為反硝化電子供體，但是存在投加量難控制、經(jīng)濟(jì)成本較高等缺點(diǎn)。鑒于此，本研究以一體式MBR作為主體污水處理工藝，并初選出玉米芯、花生殼、絲瓜絡(luò)、麥秸、棉稈、稻草、稻殼、蘆葦?shù)?種在我國廉價(jià)易得

2、的農(nóng)作物廢棄物作為反硝化固體碳源和生物載體的備選材料，通過研究其表面結(jié)構(gòu)、碳源釋放能力、反硝化潛力(Denitrification potential，DP)、安全性等，構(gòu)建新型懸浮載體復(fù)合MBR，并研究其強(qiáng)化脫氮效果及機(jī)理。
　　通過研究得出以下主要結(jié)論:
　　(1)電鏡掃描顯示，8種農(nóng)作物廢棄物中，花生殼表面致密，且比表面積小，其它7種農(nóng)作物廢棄物都具有較大的比表面積(0.8942m2/g～1.8644m2/g)，絲瓜絡(luò)

3、表面最為粗糙，最有利于微生物附著。絲瓜絡(luò)、玉米芯、麥秸和稻草4種農(nóng)作物廢棄物表現(xiàn)出較好的碳源釋放能力，前2天COD平均釋放速率為38.79mgCOD/(g·d)～53.29mgCOD/(g·d)，前6天BOD5平均釋放為3.33mgBOD5/(g· d)～7.33mgBOD5/(g·d)，可呼吸碳含量為8.64mg/(g·d)～10.71mg/(g·d)，且表現(xiàn)出較高的反硝化潛力（105.3mg/g＜DP＜140.1 mg/g）。分析發(fā)

4、現(xiàn)農(nóng)作物廢棄物BOD5釋放能力和可呼吸碳含量之間具有顯著線性相關(guān)性(r=0.7259，p=0.041)。8種農(nóng)作物廢棄物的浸出液中檢測出的鉻、銅、鎘、砷及鉛等重金屬的濃度都低于100μg/L，低于對硝酸菌、反硝化細(xì)菌等的抑制濃度，安全性較高;同時(shí)都檢測出鈣、鉀、鎂、鈉及鐵等有利于微生物生長的金屬元素，且麥秸和稻草浸出液中鉀、鈉、鎂及鈣等微生物生長必須的金屬元素含量普遍高于其它材料。綜合考慮各種材料的性能，確定玉米芯、絲瓜絡(luò)、麥秸和稻草4

5、種農(nóng)作物廢棄物可作為優(yōu)先選用的反硝化固體碳源和生物載體。
　　(2)使用絲瓜絡(luò)、玉米芯和稻草作為MBR系統(tǒng)中固體碳源和生物載體，以期提高反硝化脫氮效果。稻草表現(xiàn)出最佳的反硝化脫氮強(qiáng)化效果，TN去除率從45.06％提升到82.39％，絲瓜絡(luò)和玉米芯也分別使TN平均去除率提升到69.27％和63.08％，出水NH4+-N濃度都穩(wěn)定在1mg/L以下，空白組、絲瓜絡(luò)組、玉米芯組和稻草組MBR對NH4+-N的去除率分別為98.41％、98.

6、06％、98.56％和98.26％。同時(shí)，絲瓜絡(luò)、玉米芯和稻草使出水中COD平均濃度分別上升到28.76、18.30、15.83mg/L。此外，新型懸浮載體復(fù)合MBR對TP的去除率相對于空白組都有一定的提高，絲瓜絡(luò)組、玉米芯組和稻草組MBR對TP的平均去除率分別比空白組MBR提高15.69％、9.46％和10.54％。對MBR中同步硝化反硝化模型進(jìn)行推導(dǎo)，得出空白組、絲瓜絡(luò)組、玉米芯組和稻草組MBR的硝酸鹽飽和常數(shù)分別為2.23、3.3