好氧硝化反應(yīng)的試驗(yàn)研究

陳明高 彭永麗 范美玲

（馬鞍山學(xué)院，安徽 馬鞍山 243100）

采用膜泥耦合反應(yīng)器，通過(guò)分析DO 和HRT 對(duì)反應(yīng)器硝化以及除碳效果的影響，研究反應(yīng)器的硝化能力[1]，為進(jìn)一步采用該方法降低Anammox 脫氮反應(yīng)效果，補(bǔ)充缺氧反硝化中，提高采用生物方法處理垃圾滲濾液的能力提供相關(guān)依據(jù)。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)裝置

好氧反應(yīng)器如圖1 所示，反應(yīng)器為長(zhǎng)方體形狀，長(zhǎng)×寬×高為750 mm×500 mm×490 mm。反應(yīng)器是總?cè)莘e為120 L，被2 個(gè)擋板分為3 個(gè)池體，從左至右前2 個(gè)池體為曝氣區(qū)，第3 個(gè)池體靜置沉淀出水。曝氣池體內(nèi)填充懸浮填料。電磁脈沖泵提供進(jìn)水，進(jìn)水流量由流量計(jì)控制，空氣泵提供好氧區(qū)的溶解氧，氣體流量計(jì)控制進(jìn)氣量。反應(yīng)器基本控制參數(shù)pH 為8.0 左右，溫度為25 ℃～30 ℃，定期補(bǔ)充反應(yīng)器內(nèi)污泥的流失。

圖1 膜泥耦合反應(yīng)器

1.2 進(jìn)水與污泥性狀

完全的垃圾滲濾液廢水作為進(jìn)水對(duì)膜泥耦合反應(yīng)器會(huì)有很強(qiáng)的沖擊負(fù)荷，因此將經(jīng)調(diào)節(jié)池的垃圾滲濾液進(jìn)行一定的稀釋作為膜泥耦合反應(yīng)器進(jìn)水，研究各影響因素對(duì)反應(yīng)器的影響。反應(yīng)器污泥取自某污水廠好氧絮狀污泥，顏色為黃棕色。膜泥耦合反應(yīng)器裝置內(nèi)含已經(jīng)掛膜成功的MBBR 填料，填料填充率約為35%[2]。膜泥耦合反應(yīng)器充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，耐沖擊性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠。當(dāng)污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時(shí)，生物膜對(duì)此受力很強(qiáng)[3]。

2 結(jié)果與討論

2.1 DO對(duì)好氧硝化反應(yīng)器的影響

控制HRT 為24 h，探究反應(yīng)器DO 不同濃度（2 mg/L、2.5 mg/L 和3 mg/L）條件下好氧硝化效果，檢測(cè)相關(guān)指標(biāo)為、、和CODCr的進(jìn)出水濃度值，試驗(yàn)結(jié)果如圖3 和圖4 所示。

如圖2 所示，反應(yīng)器內(nèi) DO 濃度的調(diào)節(jié)是通過(guò)氣體流量計(jì)控制的。在1 d～27 d，DO 為2 mg/L，進(jìn)水平均濃度為528.36 mg/L 時(shí)。的去除率為42.63%左右，累積量也非常低。在28 d～52 d，控制反應(yīng)器的DO濃度在2.5 mg/L 左右。的去除率達(dá)到了79.19% ，出水濃度也逐漸增加。此時(shí)的反應(yīng)器內(nèi)的填料基本均能被進(jìn)氣的氣流攪動(dòng)混流。在53 d～66 d，控制反應(yīng)器的DO濃度在3.0 mg/L 左右，出水濃度逐漸降低并趨于穩(wěn)定，反應(yīng)器的去除率達(dá)到了94.41 %，累積率達(dá)到了93.38%。膜泥耦合反應(yīng)器的試驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)了滲濾液廢水的硝化反應(yīng)，出水的濃度隨著DO 值的逐漸升高一直處于幾乎不可檢測(cè)的范圍。

圖2 濃度的變化

由圖3 可知，膜泥耦合反應(yīng)器進(jìn)水CODCr濃度不穩(wěn)定。進(jìn)水CODCr平均濃度為744.02 mg/L，出水CODCr濃度在膜泥耦合反應(yīng)器運(yùn)行到45 d 左右基本穩(wěn)定，濃度為292.59 mg/L，去除率在58.56%。此時(shí)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器內(nèi)DO 濃度為2.5 mg/L。這表明了硝化細(xì)菌對(duì)DO 的需求高于異養(yǎng)型細(xì)菌去除CODCr時(shí)對(duì)DO 的需求。

圖3 不同DO 對(duì)CODCr 的去除效果的影響

2.2 HRT對(duì)膜泥耦合效果的影響

圖4 不同HRT 條件下 和 濃度的變化

如圖5 所示，膜泥耦合反應(yīng)器進(jìn)水CODCr濃度平均濃度為451.62 mg/L。隨著HRT 提高，出水CODCr濃度逐漸降低，CODCr濃度為370.25 mg/L，CODCr去除率為55.65% 在HRT為18 h 以及20 h 時(shí)，CODCr去除效果變化不大，出水CODCr濃度逐漸趨于穩(wěn)定。出水CODCr濃度為379.70 mg/L，去除率為57.24 %。

圖5 不同HRT 對(duì)CODCr 的去除效果的影響

由此可見(jiàn)，在HRT 為20 h，膜泥耦合反應(yīng)器有最佳效果，反應(yīng)器出水的濃度最低，去除率為90.95%以上，濃度最高。但在HRT 為18 h 時(shí)，反應(yīng)器CODCr去除效果基本達(dá)到最佳，去除率為55%左右。為了避免停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使反應(yīng)器處理能力過(guò)剩，造成浪費(fèi)，將控制膜泥耦合反應(yīng)器的HRT 為18 h 左右為宜。

3 結(jié)論

膜泥耦合反應(yīng)器充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，耐沖擊性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠。在DO 濃度為3 mg/L，HRT 為18 h 反應(yīng)器內(nèi)填料混流充分，此時(shí)取得了和CODCr最佳的去除效果和最好的積累量。