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不同曝气强度下SBMBBR和SBR脱氮除磷性能对比研究

2021-08-02 05:18:42| 来源:| 编辑:| 点击:0次

不同曝气强度下SBMBBR和SBR脱氮除磷性能对比研究

摘要:对比考察了不同曝气强度下序批式活性污泥反应器(SBR)和序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)的脱氮除磷效果,并分析了反应器单个周期内有机物、氮和磷的转化过程.实验结果表明,SBMBBR和SBR脱氮主要是基于好氧段发生的同步硝化反硝化(SND)及进水、搅拌阶段发生的缺氧反硝化途径实现的,而除磷是基于常规生物除磷和反硝化除磷过程而完成.曝气强度会影响SBR和SBMBBR好氧阶段SND发生的程度,最佳曝气强度下两者通过SND作用去除的TN量分别达到去除总量的47.7%和79.0%.在采用先行厌氧的运行方式,保持系统内高浓度微生物,使反应器在进水C/N比只有2.2~3.5的条件下均取得了良好的脱氮除磷效果.两者相比,SBMBBR和SBR在COD和NH+4-N去除方面没有差异,而SBMBBR的反硝化、除磷效果更优,TN、TP去除率分别达到95.4%和93.5%,较SBR分别高出10.9%和4.1%.

关键词:SBR,SBMBBR,脱氮除磷,硝化反硝化(SND),反硝化除磷

随着水体富营养化问题的日益突出及污水排放标准的不断提高,脱氮除磷已成为当前污水处理领域的研究热点,序批式活性污泥(SBR)工艺因其特有的优越性而得到越来越广泛的应用.基于传统脱氮除磷原理,采用单级好氧或厌氧好氧运行工序的SBR工艺很难实现污水中氮和磷的有效去除,因此,不少研究者就如何改进SBR运行方式以减小各反应过程之间矛盾,提高脱氮除磷效果进行了深入的研究,主要的改进运行方式有:在曝气中间阶段或曝气阶段后增设停曝搅拌阶段,采用厌氧好氧缺氧运行模式,采用多段进水、交替厌氧好氧运行工序,采用恒液位出水方式等.以上改进的运行方式提高了SBR的运行效果,但也使其运行操作和管理更为复杂.移动床生物膜反应器(MBBR)是近几年兴起的一种污水处理工艺,它集中了活性污泥法和生物膜法的优点,具有生物相丰富、传质速率快、处理能力强、抗冲击负荷等特点.在MBBR工艺中,由于填料内部存在的溶解氧(DO)扩散限制而多有同步硝化反硝化(SND)现象的发生,因而具有良好的脱除有机物和氮的能力.研究发现,采用厌氧好氧序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR),利用传统除磷原理和SND原理能够实现氮和磷的同步去除.在SBMBBR中,聚磷菌、反硝化菌、硝化菌等存在于同一系统中,必然存在着硝化菌、反硝化菌与聚磷菌对溶解氧需求不同的矛盾,反硝化菌与聚磷菌对碳源的竞争,以及在生物膜内部存在的DO扩散限制可能有利于脱氮而不利于磷的吸收等问题.因此,本文对比考察以厌氧好氧简单模式运行的SBR和SBMBBR脱氮除磷效果,分析在不同曝气条件下反应器单个周期内有机物、氮和磷的转化过程,探讨系统中污染物去除的特性.以验证SBMBBR工艺在污水脱氮处理方面的优越性,确定关键工艺参数,为该工艺的应用推广及现有SBR污水处理工程的升级改造提供参考.

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