改良型A2/O-MBR工藝的反硝化除磷性能

摘要：重點(diǎn)考察了一種改良型膜生物反應器（A2/O-MBR）的脫氮除磷性能。該工藝主要特點(diǎn)在于對膜池硝化回流液進(jìn)行了固液分離，并將上清液和濃縮污泥分別回流至缺氧池和厭氧池，這種改進(jìn)提高了系統對氮、磷的同步去除效率。實(shí)驗結果表明，在水力停留時(shí)間（HRT）為12 h，污泥齡（SRT）為30 d，混合液回流比為200%的運行條件下，進(jìn)水COD、NH4+-N、TN和TP平均濃度分別為（225±38）、（24.8±3.9）、（26.7±2.9）和（2.90±0.53）mg/L時(shí)，增加膜池硝化回流液固液分離裝置前后，系統對COD和NH4+-N的去除都維持在較高水平，而系統對TN和TP的去除效果顯著(zhù)提高，出水TN和TP平均濃度分別由（14.9±3.3）mg/L和（1.95±0.72）mg/L下降到（9.4± 1.9）mg/L和（0.91±0.38）mg/L，表明增加膜池硝化回流液固液分離裝置顯著(zhù)改善了A2/O-MBR系統的脫氮除磷效果。反硝化除磷活性實(shí)驗結果進(jìn)一步表明，改進(jìn)后系統中反硝化除磷活性占總除磷活性的比例由51.5%上升至61.7%，說(shuō)明增加膜池硝化回流液固液分離裝置強化了系統的反硝化除磷性能。

隨著(zhù)水體富營(yíng)養化以及水資源短缺問(wèn)題日漸突出，污水處理技術(shù)在有效去除有機物的基礎上，對氮、磷的去除提出了新的要求，以控制富營(yíng)養化為目的的脫氮除磷污水處理技術(shù)成為了研究熱點(diǎn)。厭氧-缺氧-好氧（A2/O）工藝作為當今最常用的生物脫氮除磷工藝，已廣泛應用于國內外大型污水處理廠(chǎng)，但是A2/O工藝的缺陷在于硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機負荷、泥齡以及碳源需求上存在著(zhù)矛盾和競爭，因此，很難在單一系統中同時(shí)獲得氮、磷的高效去除。

近年來(lái)，反硝化除磷技術(shù)因其在去脫氮除磷效率和節約能耗方面彰顯出的優(yōu)勢而備受關(guān)注。反硝化除磷技術(shù)是指利用反硝化聚磷菌（DPAOs）在缺氧條件下，以硝酸鹽為電子受體，同步完成反硝化（脫氮）和過(guò)量攝磷（除磷）過(guò)程的一種處理技術(shù)。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

與傳統生物脫氮除磷相比，反硝化除磷緩解了反硝化過(guò)程和生物除磷過(guò)程對有機碳源需求的矛盾，以及硝化菌和聚磷菌（PAOs）所需的最佳污泥齡相抵觸等矛盾。有學(xué)者研究表明：反硝化除磷過(guò)程與傳統脫氮除磷相比，可以降低30%的氧氣消耗量，減少約50%的污泥產(chǎn)量，因此反硝化除磷工藝被視為一種可持續污水處理工藝。陳永志等研究證明通過(guò)控制A2/O工藝參數，可使A2/O工藝具有一定的反硝化除磷性能。張志超等也研究證明，在復合式膜生物反應器（MBR）工藝中也存在反硝化除磷現象。

膜生物反應器技術(shù)具有微生物濃度高、抗沖擊負荷能力強、出水可回用等獨特優(yōu)勢，其與A2/O等傳統工藝的結合，已被證明是處理城市生活污水的有效手段之一。A2/O - MBR工藝結合了A2/O工藝和膜分離技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)，很好地解決了傳統活性污泥法同步脫氮除磷時(shí)兩者所需污泥齡不同的矛盾，進(jìn)一步拓展了MBR的應用范疇。

本實(shí)驗在A(yíng)2/O工藝與MBR工藝相結合的基礎上，為了避免膜池硝化回流液中過(guò)多的溶解氧對缺氧池和厭氧池的沖擊，采取了對膜池硝化回流液進(jìn)行固液分離的措施，將濃縮沉淀后回流污泥送到厭氧段，含有較高濃度硝酸鹽的上清液送到缺氧段。

本研究將這種帶有膜池硝化液固液分離功能的A2/O-MBR工藝，稱(chēng)為改良型A2/O-MBR工藝。本文重點(diǎn)考察改良型A2/O-MBR工藝的脫氮除磷性能，特別是反硝化除磷性能。

1材料及方法

1.1實(shí)驗裝置

本實(shí)驗用的裝置由有機玻璃板制成，反應器有效容積為50l，由厭氧池、缺氧池、膜池組成，其體積比為2:3:4。在厭氧池、缺氧池分別設置慢速攪拌器，保證混合均勻。實(shí)驗采用的膜組件是日本三菱公司生產(chǎn)的中空纖維膜，膜的材料為聚乙烯（PE），膜的有效面積為0.24m2，孔徑為0.4μm。

裝置其他組成部分包括進(jìn)水系統、混合液回流系統、硝化液固液分離裝置、排放系統以及控制系統等，裝置示意圖如圖1所示，其中圖1（a）是傳統的A2/O-MBR工藝，圖1（b）是增加了硝化液固液分離裝置的改良型A2/O-MBR工藝。

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