好氧硝化反应的试验研究

时间：2024-05-17

陈明高彭永丽范美玲

（马鞍山学院，安徽马鞍山 243100）

采用膜泥耦合反应器，通过分析DO 和HRT 对反应器硝化以及除碳效果的影响，研究反应器的硝化能力[1]，为进一步采用该方法降低Anammox 脱氮反应效果，补充缺氧反硝化中，提高采用生物方法处理垃圾渗滤液的能力提供相关依据。

1 试验

1.1 试验装置

好氧反应器如图1 所示，反应器为长方体形状，长×宽×高为750 mm×500 mm×490 mm。反应器是总容积为120 L，被2 个挡板分为3 个池体，从左至右前2 个池体为曝气区，第3 个池体静置沉淀出水。曝气池体内填充悬浮填料。电磁脉冲泵提供进水，进水流量由流量计控制，空气泵提供好氧区的溶解氧，气体流量计控制进气量。反应器基本控制参数pH 为8.0 左右，温度为25 ℃～30 ℃，定期补充反应器内污泥的流失。

图1 膜泥耦合反应器

1.2 进水与污泥性状

完全的垃圾渗滤液废水作为进水对膜泥耦合反应器会有很强的冲击负荷，因此将经调节池的垃圾渗滤液进行一定的稀释作为膜泥耦合反应器进水，研究各影响因素对反应器的影响。反应器污泥取自某污水厂好氧絮状污泥，颜色为黄棕色。膜泥耦合反应器装置内含已经挂膜成功的MBBR 填料，填料填充率约为35%[2]。膜泥耦合反应器充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，耐冲击性强，性能稳定，运行可靠。当污水成分发生变化或污水毒性增加时，生物膜对此受力很强[3]。

2 结果与讨论

2.1 DO对好氧硝化反应器的影响

控制HRT 为24 h，探究反应器DO 不同浓度（2 mg/L、2.5 mg/L 和3 mg/L）条件下好氧硝化效果，检测相关指标为、、和CODCr的进出水浓度值，试验结果如图3 和图4 所示。

如图2 所示，反应器内 DO 浓度的调节是通过气体流量计控制的。在1 d～27 d，DO 为2 mg/L，进水平均浓度为528.36 mg/L 时。的去除率为42.63%左右，累积量也非常低。在28 d～52 d，控制反应器的DO浓度在2.5 mg/L 左右。的去除率达到了79.19% ，出水浓度也逐渐增加。此时的反应器内的填料基本均能被进气的气流搅动混流。在53 d～66 d，控制反应器的DO浓度在3.0 mg/L 左右，出水浓度逐渐降低并趋于稳定，反应器的去除率达到了94.41 %，累积率达到了93.38%。膜泥耦合反应器的试验成功实现了渗滤液废水的硝化反应，出水的浓度随着DO 值的逐渐升高一直处于几乎不可检测的范围。

图2 浓度的变化

由图3 可知，膜泥耦合反应器进水CODCr浓度不稳定。进水CODCr平均浓度为744.02 mg/L，出水CODCr浓度在膜泥耦合反应器运行到45 d 左右基本稳定，浓度为292.59 mg/L，去除率在58.56%。此时对应的反应器内DO 浓度为2.5 mg/L。这表明了硝化细菌对DO 的需求高于异养型细菌去除CODCr时对DO 的需求。

图3 不同DO 对CODCr 的去除效果的影响

2.2 HRT对膜泥耦合效果的影响

图4 不同HRT 条件下和浓度的变化

如图5 所示，膜泥耦合反应器进水CODCr浓度平均浓度为451.62 mg/L。随着HRT 提高，出水CODCr浓度逐渐降低，CODCr浓度为370.25 mg/L，CODCr去除率为55.65% 在HRT为18 h 以及20 h 时，CODCr去除效果变化不大，出水CODCr浓度逐渐趋于稳定。出水CODCr浓度为379.70 mg/L，去除率为57.24 %。

图5 不同HRT 对CODCr 的去除效果的影响

由此可见，在HRT 为20 h，膜泥耦合反应器有最佳效果，反应器出水的浓度最低，去除率为90.95%以上，浓度最高。但在HRT 为18 h 时，反应器CODCr去除效果基本达到最佳，去除率为55%左右。为了避免停留时间过长，使反应器处理能力过剩，造成浪费，将控制膜泥耦合反应器的HRT 为18 h 左右为宜。