改性無紡布填料強化微氧生物反應器處理效能研究.pdf

1、結(jié)合微氧環(huán)境和生物膜法的技術(shù)優(yōu)勢，形成微氧生物反應器。在處理低濃度、易降解類廢水時，可相對高效低耗的去除污染物質(zhì)，降低剩余污泥產(chǎn)量。在處理高濃度、難降解類廢水時，能夠作為一項高效的預處理技術(shù)，提高污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)化效能，減少有毒有害氣體的產(chǎn)生，改善操作環(huán)境。
　　無紡布的內(nèi)部聚丙烯纖維交錯分布，具有較好的空間結(jié)構(gòu)。研究中選用無紡布作為生物填料的主體，并對無紡布進行改性處理包括：除油、粗化和離子覆蓋處理。改性后的無紡布與硅橡膠圓管組合形

2、成懸浮式填料，具有較好的親水性和掛膜速度。將該填料投加到序批式反應器內(nèi)，填料的投加使污泥形態(tài)由懸浮態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦街鴳B(tài)，填料投配率的提高使反應器內(nèi)的生物量大幅增長。綜合對比不同投配率下反應器的污泥濃度、污泥存在形態(tài)和改性無紡布填料的利用率，較適宜的投配率在10％-15%之間。
　　結(jié)合微氧曝氣和新型懸浮填料形成改性無紡布填料強化微氧生物反應器。在污泥濃度為11 g/L、停留時間為6 h的運行條件下，反應器對COD、NH4+-N和TN

3、的具有較好的去除效果，平均去除率分別可達到76.95%、65.02%和58.61%；對TP的去除效果不穩(wěn)定，平均去除率為47.85%。
　　研究隨后考察了曝氣量、停留時間和溫度三個因素對微氧生物反應器運行效果的影響。相比于無氧環(huán)境，微氧曝氣可以強化反應器內(nèi)的傳質(zhì)效果，發(fā)揮多類菌的綜合作用，改善反應器對污染物的去除效果。較大的曝氣強度實現(xiàn)了相對DO值較高的微氧環(huán)境，有助于豐富反應器內(nèi)的微生物種群結(jié)構(gòu)，提高微生物的代謝活性，從而實現(xiàn)較

4、高的污染物去除率。較長的停留時間有助于污染物的去除，但反應器運行周期后段的低氧和低底物環(huán)境容易引發(fā)絲狀菌的過度生長。溫度的升高有助于提高微氧生物反應器對污染物的去除效果，尤其是當溫度處在13-17℃之間時，影響效果更為顯著。
　　采用微氧生物反應器處理生活污水時，在停留時間為12 h的條件下，反應器對COD、SS、NH4+-N和TN的去除率分別可達到86.15%、93.69%、77.30%和65.25%。微氧生物反應器內(nèi)實現(xiàn)了CO

5、D和氮的同步去除。取得相似的處理效果，微氧生物反應器去除單位耗氧污染物的供氧量為12.4 g/g，僅為好氧反應器的1/3，污泥產(chǎn)率為0.098 g MLSS/gCOD，約為好氧反應器的1/4。
　　采用微氧生物反應器處理處理制藥廢水時，在停留時間為12 h的條件下，微氧生物反應器較好的改善了廢水的可生化性，廢水中的有機氮被轉(zhuǎn)為氨氮，B/C比平均值由0.31增加到0.39，VFA含量的平均提高了約85.5%。反應器較好的抑制了硫酸鹽

6、還原過程，避免了H2S等惡臭類氣體的產(chǎn)生。
　　微氧生物反應器內(nèi)可能存在著多種氮的轉(zhuǎn)化過程，如硝化、反硝化、自養(yǎng)反硝化等，氮的去除主要是通過短程硝化反硝化途徑。
　　為了探索難降解有機物在微氧生物反應器內(nèi)的降解機制，研究以硝基苯為典型有機物，進行了降解途徑、降解速率及影響因素等方面的考察。微氧生物反應器可以有效的去除硝基苯，反應器內(nèi)硝基苯的降解規(guī)律為：硝基苯→苯胺→CO2+H2O+NH3，其中，硝基苯首先經(jīng)厭氧途徑被還原為苯

7、胺，苯胺再通過氧化途徑被徹底礦化。曝氣量不會影響硝基苯的去除效果，但對苯胺的去除有較大的影響，曝氣量由60 mL/(min·L)降低至0 mL/(min·L)時，苯胺的去除率由100%降至1.4%。反應器運行過程中，硝基苯的負荷不宜高于0.09 kgNB/(m3·d)。共存底物（葡萄糖）對硝基苯的降解速率具有較大的影響，有共存底物時，硝基苯的降解速率更快，微生物可耐受的硝基苯濃度也更高。微氧生物反應器同樣可有效的去除硝基苯降解過程的中間

8、產(chǎn)物—苯胺，但處理負荷不宜高于0.12 kg AN/(m3·d)。
　　黑臭河道處理工程采用預處理+人工濕地的組合工藝，研究中考察了微氧生物反應器作為預處理工藝的實際運行效果。相比于無氧+無填料運行條件，微氧+填料運行條件下預處理池對污染物的去除效果得到明顯的改善，COD和NH4+-N的去除率均提高了近一倍。微氧+填料運行條件下，由于僅進行間歇曝氣，且充分利用太陽能資源，黑臭河道處理工程的實際運行費用僅為0.08-0.12元/噸廢