張立成，牛藝,，宋永會(huì)，鄭鐵強(qiáng),，田智勇*

1.沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110168 2.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012 3.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院城市水環(huán)境科技創(chuàng)新基地，北京 100012

(1)

(2)

總反應(yīng)式為：

(3)

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)采用平板膜組件的MBR反應(yīng)器，其平板膜組件的膜孔徑小于0.10 μm。反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，總?cè)莘e90 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(yàn)廢水由計(jì)量泵自配水桶經(jīng)反應(yīng)器底部送入，出水通過(guò)自吸泵經(jīng)平板膜組件自吸排出。反應(yīng)器溫度控制在(29±1)℃，反應(yīng)器曝氣由曝氣泵提供，曝氣筒內(nèi)用黏砂曝氣頭進(jìn)行曝氣，使曝氣筒內(nèi)液流與反應(yīng)器內(nèi)液流形成內(nèi)循環(huán)，通過(guò)傳質(zhì)交換為反應(yīng)器內(nèi)處理水提供溶解氧，由轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制曝氣量。同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)設(shè)攪拌器和微孔曝氣，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制在15 r/min，以便泥水混合均勻。攪拌速度不能過(guò)快，以防止剪切力過(guò)大而影響污泥顆?；?。反應(yīng)器內(nèi)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(gòu)成污泥回流系統(tǒng)。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，pH和DO濃度變化均由數(shù)字化分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制。

1—配水桶；2—進(jìn)水泵；3—轉(zhuǎn)子流量計(jì)；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(yàn)裝置示意Fig.1 Experimental apparatus chart

1.2 試驗(yàn)用水及接種污泥

1.3 分析項(xiàng)目及方法

2 結(jié)果與討論

2.1 亞硝化工藝啟動(dòng)階段

圖2 亞硝化工藝啟動(dòng)階段運(yùn)行情況Fig.2 Nitrification system start of operation

2.2 亞硝化工藝穩(wěn)定階段

圖3 亞硝化工藝穩(wěn)定階段運(yùn)行情況Fig.3 Operation of reactor in stable stage

圖3(b)說(shuō)明反應(yīng)器通過(guò)較長(zhǎng)污泥齡和限氧條件的控制，亞硝化菌增長(zhǎng)速度和數(shù)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(yīng)過(guò)程中AOB菌起主要作用，而NOB菌的增長(zhǎng)被抑制，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)的亞硝化細(xì)菌逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌種，硝化細(xì)菌逐漸被淘汰洗出。第45～69天，系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)一直穩(wěn)定在第45天的指標(biāo)范圍，亞硝化積累率保持在60%左右，反應(yīng)器中形成穩(wěn)定的亞硝化系統(tǒng)。

2.3 亞硝化工藝高負(fù)荷階段

圖4 亞硝化工藝高負(fù)荷階段運(yùn)行情況Fig.4 Nitrification system of high-load operation

3 結(jié)論

[1] 王建龍.生物脫氮新工藝及其技術(shù)原理[J].中國(guó)給水排水,2000,16(2):29-32.

[2] MULDER A,van de GRAAF A A,ROBERTSON L A,et al.Anaerobic ammonium oxidation discovered in a denitrifying fluidized bed reactor[J].FEMS Microbiology Ecology,1995,16(3):177-183.

[3] HELLINGA C,SCHELLEN A A J C,MULDER J W,et al.The SHARON process:an innovative method for nitrogen removal from ammonium-rich waste water[J].Water Sci Technol,1998,37(9):135-142.

[4] SlIEKERS A,OLAV DERWORT N,GOMEZ J L,et al.Completely autotrophic nitrogen removal over nitrite in one single reactor[J].Water Research,2002,36(10):2475-2482.

[5] KUAI L,VERSTRAETE W.Ammonium removal by the oxygen-limited nitrification-denitrification system[J].Applied and Environmental Microbiology,1998,64(11):4500-4506.

[6] JETTEN M S M,HORN S J,LOOSDRECHt M C M.Towards a more sustainable wastewater treatment system[J].Water Sci Technol,1997,35(9):171-180.

[7] DAPENA-MORA A,FERNANDEZ I,CAMPOS J L,et al.Evaluation of activity and inhibition effects on ANAMMOX process by batch rests based on the nitrogen gas production[J].Enzyme Microb Technol,2007,40(4):859-865.

[8] 王英閣,胡宗泰.生物脫氮新工藝研究進(jìn)展[J].上?；?2008,33(11):1-5.

[9] 葉建鋒.廢水生物脫氮處理新技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

[10] 支霞輝,丁峰,彭永臻,等.常溫條件下短程硝化反硝化生物脫氮影響因素的研究[J].環(huán)境污染與治理,2006,28(4):254-256.

[11] 葉建鋒,徐祖信,操家順.亞硝酸型半硝化影響因素的試驗(yàn)研究[J].水處理技術(shù),2005,31(10):5-7.

[12] 孫英杰,張雋超,胡躍城.亞硝酸型硝化的控制途徑[J].中國(guó)給水排水,2002,18(6):9-31.

[13] 徐步元,王得楷,方世躍,等.SHARON法處理垃圾焚燒廠滲濾液[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào),2008,44(1):17-19.

[14] 呂艷麗,單明軍,王旭,等.短程硝化-厭氧氨氧化處理焦化廢水的研究[J].冶金能源,2007,26(5):55-58.

[15] 史一欣,倪晉仁.晚期垃圾滲濾液短程硝化影響因素研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2007,1(7):111-114.

[16] KHAN F I,ABBASI S A.The world’s worst industrial accident of the 1990s what happened and what might have been: a quantitative study[J].Process Safety Progress,1999,18(3):135-145.

[17] ZHANG G S.Causes and lessons of five explosion accidents[J].J Loss Prevention in the Process Industry,2000,13:439-442.

[18] 郭海娟,馬放,沈耀良.DO和pH值在短程硝化中的作用[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2006,7(1):37-40.

[19] 左劍惡,楊洋,蒙愛(ài)紅.高氨氮濃度下的亞硝化過(guò)程及其影響因素研究[J].環(huán)境污染與防治,2003,25(6):332-335. ?