低碳氮比条件下膜生物反应器处理高氨氮废水时稳定亚硝化过程的建立

张立成，牛艺,，宋永会，郑铁强,，田智勇*

1.沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁 沈阳 110168 2.环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012 3.中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地，北京 100012

(1)

(2)

总反应式为：

(3)

1 材料与方法

1.1 试验装置

试验采用平板膜组件的MBR反应器，其平板膜组件的膜孔径小于0.10 μm。反应器由有机玻璃制成，总容积90 L，有效容积75 L，分为亚硝化池和平板膜池两部分，其中亚硝化池容积为60 L，有效容积为50 L；膜分离池容积为30 L，有效容积为25 L(图1)。试验废水由计量泵自配水桶经反应器底部送入，出水通过自吸泵经平板膜组件自吸排出。反应器温度控制在(29±1)℃，反应器曝气由曝气泵提供，曝气筒内用黏砂曝气头进行曝气，使曝气筒内液流与反应器内液流形成内循环，通过传质交换为反应器内处理水提供溶解氧，由转子流量计控制曝气量。同时反应器内设搅拌器和微孔曝气，转子转速控制在15 r/min，以便泥水混合均匀。搅拌速度不能过快，以防止剪切力过大而影响污泥颗粒化。反应器内将亚硝化池和平板膜池连接，污泥从平板膜池回流到亚硝化池构成污泥回流系统。整个试验过程中，pH和DO浓度变化均由数字化分析仪实时监测控制。

1—配水桶；2—进水泵；3—转子流量计；4—黏砂曝气头；5—曝气筒；6—搅拌器；7—曝气泵；8—加热器；9—回泥泵；10—平板膜；11—出水泵。图1 试验装置示意Fig.1 Experimental apparatus chart

1.2 试验用水及接种污泥

1.3 分析项目及方法

2 结果与讨论

2.1 亚硝化工艺启动阶段

图2 亚硝化工艺启动阶段运行情况Fig.2 Nitrification system start of operation

2.2 亚硝化工艺稳定阶段

图3 亚硝化工艺稳定阶段运行情况Fig.3 Operation of reactor in stable stage

图3(b)说明反应器通过较长污泥龄和限氧条件的控制，亚硝化菌增长速度和数量都加快。研究[9]表明，AOB菌和NOB菌的世代周期不同，分别为8～36 h和12～59 h，AOB菌世代周期略小于NOB菌。在反应过程中AOB菌起主要作用，而NOB菌的增长被抑制，随着反应时间的延长，会使反应器内的亚硝化细菌逐渐成为优势菌种，硝化细菌逐渐被淘汰洗出。第45～69天，系统各项指标一直稳定在第45天的指标范围，亚硝化积累率保持在60%左右，反应器中形成稳定的亚硝化系统。

2.3 亚硝化工艺高负荷阶段

图4 亚硝化工艺高负荷阶段运行情况Fig.4 Nitrification system of high-load operation

3 结论

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