序批式生物膜反应器的同步硝化反硝化研究

万方数据

序批式生物膜反应器的同步硝化反硝化研究

作者：荣宏伟，彭永臻，张朝升，方茜， Rong Hongwei， Peng Yongzhen， Zhang Chaosheng ， Fang Qian

作者单位：荣宏伟,Rong Hongwei(北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室,北京,100022;广州大学土木工程学院,广东,广州,510006)，彭永臻,Peng Yongzhen(北京工业大

学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室,北京,100022)，张朝升,方茜,Zhang

Chaosheng,Fang Qian(广州大学土木工程学院,广东,广州,510006)

刊名：

工业水处理

英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT

年，卷(期)：2008，28(11)

引用次数：2次

参考文献(10条)

1.Modin O.Fukushi K.Yamamoto K Denitriflcatien with methane as external carbon source 2007(12)

2.Gao S.Peng Y.Wang S Novel strategy of nitrogen removal form domestic wastewater using pilot Orbal oxidation ditch[期刊论文]-Journal of Environmental Sciences 2006(05)

3.Wang X.Xia S.Chen L Nutrients removal from municipal wastewater by chemical precipitation in a moving bed biofilm reactor 2006(04)

4.Semmeus M J.Shanahan J.Dahm K COD and nitrogen remoral by biofilms growing on gas permeable membranes 2003(18)

5.杨麒.李小明.曾光明好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化[期刊论文]-城市环境与城市生态 2003(01)

6.Nakhla G.Farooq S Simultaneous nitrification-denitrificatien in slow sand falters 2003(01)

7.Gupta A B.Cupta S K Simultaneous carbon and nitrogen removal from high strength domestic wastewater in an aerobic RBC biofihn 2001(07)

8.Genzalez-Martinez S.Wilderer P A Phoephate removal in a biofilm reactor 1990(7-9)

9.Antoniou P.Hamilton J.Koopman B Effect of temperature and pH on the effective maximum specific growth rate of nitrifying bacteria 1990(01)

10.Painter H.Loveless J Effect of temperature and pH on the growth-rate contents of nitrifying bacteria in the activated sludge proceas 1983(03)

相似文献(10条)

1.学位论文贾名准序批式生物膜法脱氮除磷的试验研究2003

该工艺应用的序批式生物膜反应器就是在原有活性污泥生物膜反应器的基础上投加了组合填料,使其能够发挥活性污泥法和生物膜法各自的优点,在有机污染物质的去除和脱氮除磷方面更为奏效.该工艺的填料装填密度为23.08﹪,停留时间为8.5h,其中厌氧为2.5h,好氧6h.试验结果表明,当进水COD负荷为0.47kgCOD/(m<'3>·d)~2.436 kgCODn/(m<'3>·d)出水磷的浓度均小于1mg/L在进水负荷1.473kgCOD/(m<'3>·d)稳定运行时,MLSS为2325mg/L,泥龄为16d,产泥率为0.162kg干泥/kgCOD,脱落污泥含磷率为6.7﹪.污水污染物的平均去除率为:COD92.1﹪,BOD<,5>94.93﹪,H<,4><'+>-

N93.5﹪,TN72.03﹪.该工艺的特点是生物种类多, 同时脱氮除磷一体化,处理效果好,运行稳定.该文在序批式生物膜反应器处理合成生活污水的研究中

,还对其好氧段生物除氮机理进行了分析.认为该工艺主要发生的脱氮过程为:好氧段的同步硝化反硝化过程.井通过控制曝气量、碱度、pH等因素,对同步硝化反硝化效果进行了分析.

2.期刊论文张可方.凌忠勇.荣宏伟.张立秋.ZHANG Ke-fang.LING Zhong-yong.RONG Hong-wei.ZHANG Li-qiu

SBBR中DO对亚硝酸型同步硝化反硝化的影响-广州大学学报(自然科学版)2008,7(6)

用序批式生物膜反应器(SBBR)处理南方地区城市污水,在气量从30 L·h-1提升到100 L·h-(平均D0范围为2.75～5.20 mg·L-1)的过程中均能有效地实现亚硝酸型同步硝化反硝化.综合反应时间和脱氮效果,气量为60 L.h-1(平均DO为4.25 mg·L-1)时具有最佳脱氮效率,可以作为处理南方地区城市污水SBBR亚硝酸型同步硝化反硝化工艺的控制参数.

3.期刊论文蒋山泉.郑泽根.肖海文.翟俊.JIANG Shan-quan.ZHENG Ze-gen.XIAO Hai-wen.ZHAI Jun序批式生物膜

(SBBR)同步硝化反硝化特性研究-安全与环境学报2008,8(4)

采用序批式生物膜法(SBBR)以连续曝气和A/O运行模式处理生活污水,探讨序批式生物膜同步硝化反硝化特性,研究SBBR系统中的DO浓度、C/N比、SRT及运行方式的变化对同步硝化反硝化的影响.结果表明,在进水水质和反应条件相同时,将DO质量浓度控制在2.5 mg/L,C/N比为12～16,出水水质最好

,去除率大于80%,TN去除率达到76%.保持SRT约为20 d,可以为SBBR创造一个稳定的同步硝化反硝化环境.连续曝气之前的厌氧搅拌对SBBR同步硝化反硝化

有益.实验结果证明,SBBR中的脱氮机理为全程硝化反硝化.

4.学位论文何士忠移动床序批式生物膜反应器（MB-SBBR）处理垃圾渗滤液的试验研究2008

随着我国城市化速度的加快和城市经济的高速发展,城市垃圾问题正变得日益突出。为了提高水环境质量,保证人民身体健康,促进水资源的可持续发展,迫切需要解决垃圾渗滤液污染难题。移动床序批式生物膜反应器(MB-SBBR)工艺作为一种新兴的处理工艺已经广泛应用于城市的污水处理领域。但在处理垃圾渗滤液方面还研究甚少。本文采用悬浮填料作为移动床,制作的移动床序批式生物膜反应器处理垃圾渗滤液,进行了试验性的研究。

首先,本文介绍了垃圾渗滤液的危害以及主要的处理方法。并简要介绍了SBBR工艺的工艺流程、分类以及工艺特点。同时,还介绍了SBBR工艺的国内外应用进展。

其次,本文进行了反应器的设计及启动。研究了填料对充氧性能的影响,试验表明：填料的填充比例为60％时最佳。试验采用“快速排泥法”挂膜。五天后,NH4-N的去除率为71％,COD的去除率为80％,TOC的去除率也为80％。挂膜成功。经过一个半月的驯化,NH4+-N去除率稳定在80％-85％,COD去除率为90％-95％,TOC为80-85％。反应器启动成功。

再次,本试验对反应器的运行参数进行了优化,确定最佳运行周期为24小时,最佳搅拌速率为50r/min,最佳曝气量为0.10m3/h,最佳pH值为8,最佳碳氮比为7.5:1。在最佳工况下,COD的去除率达到了95％以上,NH4+-N的去除率达到了85％以上,TOC的去除率也在85％以上。

接着,本试验对反应器去除含碳有机物的效果进行了研究。结果表明,本反应器反映出良好的抗容积负荷和抗冲击负荷能力。同时,还考察了HRT对反应器去除含碳有机物的影响,结果表明,HRT在12小时～16小时之间时,反应器的处理效率即可达到80％～90％。综上表明,本反应器具有良好的去除含碳有机物的能力。

最后,本试验还分析了反应器脱氮的影响因素,并对反应器的脱氮机理进行了研究。得出了反应器脱氮的最佳pH值为8,在碳氮比为7.5:1时,氨氮的去除率即可达到85％以上,TN的去除率也达到了60％。通过对一个周期内,对各种含氮物质,包括NH4+、NO3-,NO2-离子以及反应器的COD值、pH值、DO值和碱度变化情况的监测,证实了反应器内同步硝化反硝化作用的发生,说明反应器具有良好的脱氮能力。经过分析,本试验的SND更符合微环境理论。

5.期刊论文郝火凡.胡晓明.Hao Huofan.Hu Xiaoming高氮垃圾渗滤液SBBR生物脱氮工艺特性研究-水处理技术

2009,35(9)

应用序批式生物膜反应器(SBBR)处理实际垃圾渗滤液,在DO质量浓度分别为0.45mg·L-1和1.19mg·L-1的条件下,研究了系统的有机物、氨氛和总氮的去除特性以及游离氨(FA)、DO对系统同步硝化反硝化(SND)类型的影响.经过250d试验研究表明,SBBR系统能够稳定高效地同步去除渗滤液内高浓度有机物和高浓度氨氮.在初始COD为122～2 385 mg·L-1的情况下,出水COD为23～390 mg·L-1,具有平均86.8%的去除率,有机物最大去除速率为20.44 kgCOD·m-2载体·d-1.在初始NH4+-N质量浓度为40～396.5 mg·L-1的情况下,出水NH4+-N质量浓度为0～41.2 mg·L-1,最大硝化速率为2.87 kgN·-2载体·d-1,SBBR系统内发生了明显的SND现象,TN平均去除率分别为73.8%(p(DO)=0.45 mg·L-1)和30%(p(DO)=1.19 mg·L-1)左右.当FA质量浓度在1.5～1 1.6 mg·L-1范围内时,系统中共存有硝酸型SND和亚硝酸性SND;当FA从18.6 mg·L-1增加到56 mg·L-1,系统中形成稳定的亚硝酸SND.FA是影响系统SND类型的主要因素,DO可促进亚硝酸性SND向硝酸型SND的转化.

6.期刊论文李军.彭永臻.顾国维.韦苏.LI Jun.PENG Yongzhen.GU Guowei.WEI Su SBBR同步硝化反硝化处理生活

污水的影响因素-环境科学学报2006,26(5)

序批式生物膜反应器SBBR采用塑料鲍尔环填料,在有氧情况下用于处理实际生活污水.该反应器能很好地创造缺氧微环境,载体生物膜具有吸附储碳能力,出现了良好的同步硝化和反硝化现象.反应器中溶解氧浓度在较大的范围内(0.8～4.0 mg·L-1)能有效地实现同步硝化和反硝化.当溶解氧浓度大于4.0 mg·L-1后,TN容积去除率大幅下降,出水TN大幅上升.增加载体生物膜厚度有利于同步硝化和反硝化.进水浓度基本不影响脱氮的效率,但出水TN随进水浓度增加而升高,建议原水浓度高时可增加后续脱氮处理或减少进水量来满足出水要求.优化运行方法和参数后,SBBR连续运行的TN去除率可稳定在74%～82%.

7.学位论文李文君同步硝化反硝化脱氮效果研究2008

近年来，随着水体富营养化问题越来越严重，以及对污水处理中氮、磷等排放标准越来越严格的问题，急需开发出一种既脱氮效果好，又简便节能的生物脱氮工艺。序批式生物膜反应器(SBBR)是目前正在研究、应用的一种污水生物处理新工艺，它是在SBR的基础上发展起来的，既保留了SBR的诸多优点，又有不同于SBR的特点。由于SBBR工艺的脱氮效果好；自动化程度高，运行管理简单；基建费用低，运行费用省，推广到城市污水处理中，必将产生良好的环境效益和社会效益，其应用前景十分广阔。

本文研究了序批式生物膜反应器(SBBR)在有氧情况下同步硝化反硝化的生物脱氮机理，并对影响SND的各种因素进行了较详细的研究。试验选用反应器为有机玻璃制成，其主要尺寸为:直径15cm、高40cm、总容积7L、有效容积6.2L。生物膜载体选用立体弹性填料，并采用高氨氮污水为处理对象；试验系统地考察了DO浓度，COD浓度(C/N)，生物膜厚度等因素对生物膜法同步硝化反硝化(SND)脱氮效果的影响。

通过试验分析，得到以下主要结论:溶解氧浓度控制在2mg/L左右时，其同步硝化反硝化现象明显，脱氮效果最佳，氨氮去除率可达90％，CODc，的去除率达94.6％，出水总氮浓度为26.6mg/L～29mg/L，总氮的平均去除率在50％以上，最高去除率达到66.8％，并可推断出在反应系统内存在好氧反硝化菌。C/N控制在4～8之间时，C/N越高，SND效果越好，继续增加碳氮比时，总氮去除率增加不多，并且还会导致硝化作用不完全。当存在足够的易降解有机碳源时，能发生完全的好氧反硝化作用。载体生物膜具有吸附储碳能力，在较大的溶解氧浓度范围内，增加载体生物膜厚度有利于同步硝化反硝化的进行。

SBBR具有同步硝化反硝化的能力，建议将NH3-N降解到零或最小值的时刻，作为同步硝化反硝化的结束点；当原水氨氮浓度高时可增加后续脱氮处理或减少进水量来满足出水要求，或者优化运行方法和参数来稳定SBBR的总氮(TN)去除率。

微环境理论和微生物学理论可以解释试验中所发生的好氧生物膜法同步硝化反硝化(SND)现象。生物膜法同步硝化反硝化作用机理可以认为，在DO浓度较低情况下，由于生物膜内部存在着溶解氧浓度梯度，从外至内生物膜可以分为好氧层、缺氧层和厌氧层。生物膜内部的缺/厌氧层存在着大量的反硝化菌，使得反硝化脱氮在这里得以进行。总之，生物膜内部溶解氧浓度梯度的存在是系统进行同步硝化反硝化的关键因素。

SBBR工艺在小型点源污染控制和污水脱氮除磷深度处理中是一种行之有效的脱氮除磷工艺。

8.期刊论文徐伟锋.孙力平.张芳.顾国维.Xu Wei-feng.Sun Li-ping.Zhang Fang.Gu Guo-wei在SBBR中接种硝化

菌时SND特性及机理-水处理技术2005,31(4)

通过加硝化菌与未加硝化茵的对比试验,对序批式生物膜法(SBBR)中所表现出来的脱氮特性进行了试验分析,研究探讨生物膜法SND脱氮的机理:好氧情况下生物膜的吸附作用为反硝化菌提供碳源和能源;SND反应主要发生在好氧生物膜层和兼性生物膜分界内;在深层的反硝化菌利用生物膜中储存的有机物作为有机碳源,将好氧生物膜中产生的NO3-N转化为N2.同时加入一定量的硝化菌能较好地提高硝化、脱氮率.

9.期刊论文荣宏伟.张朝升.彭永臻.张可方.RONG Hong-wei.ZHANG Chao-sheng.PENG Yong-zhen.ZHANG Ke-fang

DO对SBBR工艺同步硝化反硝化的影响研究-环境科学与技术2009,32(8)

实验研究了序批式生物膜反应器(SBBR)同步硝化反硝化生物脱氮城市污水处理工艺.试验结果表明:DO是影响SBBR工艺实现同步硝化反硝化的一个重要因素,将DO控制在2.8～4.0mg/L的范围内,可以取得较好同步硝化反硝化效果,总氮去除率可达67%以上.通过好氧反应过程中溶解氧在生物膜内反应扩散模型以及扫描电镜对生物膜的形态结构观察,分析了SBBR工艺同步硝化反硝化机理.SBBR上艺同步硝化反硝化主要是由微环境引起的,牛物膜在好氧条件下能创造缺氧微环境,DO浓度直接影响生物膜内部好氧区与缺氧区比例的大小,进而影响硝化和反硝化的效果.DO浓度升高,使氧传递能力增强,使生物膜内部原来的微环境由缺氧性转为好氧性;反之DO浓度降低,生物膜内部微环境倾向于向缺氧或厌氧发展.

10.学位论文张立秋亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮试验研究2009

传统脱氮工艺普遍存在工艺流程复杂、能耗和剩余污泥量大、脱氮效率低等缺点，因此，国内外学者正在积极开展新型生物脱氮理论和工艺的研究，尤其同步硝化反硝化（SND）和短程硝化反硝化工艺倍受关注。但目前的研究主要集中在SND或短程硝化反硝化实现和影响因素上，而且该两种工艺要

求的条件都很严格，需要低DO或者较高的温度等。本研究着眼于常温下的亚硝酸型SND实现和持久稳定，即将同步硝化反硝化和短程硝化反硝化两种技术结合起来，在单一好氧条件下实现短程硝化的基础上进行同步反硝化。试验采用序批式活性污泥法（SBR）和序批式生物膜反应器（SBBR），以低碳氮比的模拟城市污水为研究对象，系统研究了亚硝酸型SND的实现、影响因素和过程控制，分析了亚硝酸型SND的脱氮机理、动力学特性和生物学特性，证明在序批式反应器中采用亚硝酸型SND生物脱氮技术处理实际生活污水是一种行之有效的新工艺。

在SBR和SBBR反应器内，采用模拟城市污水，分别系统地考察了污泥龄、DO、pH值和C/N比等因素对亚硝酸型SND过程的影响，并得出了相应的控制参数。结果表明，在常温下，亚硝酸型SND在两种反应器内均能实现。SBR系统和SBBR系统在各自最优工况下进行了具有亚硝酸型SND脱氮功能处理低碳氮比城市污水的稳定运行，分别考察了它们的处理效能：在稳定运行的30 d内，SBR反应器对NH+-N、TN的平均去除率分别为95．4％和70．8％；SBBR反应器对NH4+-N、TN的平均去除率分别为96．7％和83．5％。总体来说，SBBR系统更容易实现亚硝酸型SND，并且脱氮效果更好。在SBBR反应器内，通过在线检测其中DO、pH和ORP的变化能够间接了解反应器内COD、NH4+-N的降解情况和亚硝酸型SND的反应情况，因此在SBBR反应器内，可以根据反应后期DO和pH曲线的特征点合理安排好氧曝气时间，实现对亚硝酸型SND的过程控制。

在对亚硝酸型SND影响因素与过程控制研究的基础上，探讨了亚硝酸型SND的脱氮机理和动力学模型。通过分析得出亚硝酸型SND的脱氮机理是微环境理论和微生物学理论，在反应初期以微环境理论为主导，而反应后期则是以微生物学理论为主导。通过动力学研究，得出亚硝酸型SND过程的亚硝酸盐氮饱和常数KNO2略高于常规单级反

硝化过程的亚硝酸盐饱和常数，从量化的角度了解了亚硝酸型SND反应。通过显微镜和扫描电镜观察对亚硝酸型SND活性污泥和生物膜内的微生物特性进行了研究，发现活性污泥絮体（生物膜）内部、外部DO浓度造成的梯度差对亚硝酸型SND的实现起到了关键作用。FISH试验进一步验证了亚硝酸型SND反应器内硝化菌群以亚硝化菌为主。试验证明，在序批式反应器内应用亚硝酸型SND生物脱氮是可行的，且在常温下可以实现亚硝酸型SND的持久稳定，为低碳氮比城市污水生物脱氮开创了一种可持续的新工艺。

关键词：生物脱氮；亚硝酸型同步硝化反硝化；序批式活性污泥法（SBR）；序批式生物膜法（SBBR）；城市污水

引证文献(2条)

1.郝滢.李亚峰.姚敬博.王勋.木林.林喜武SBBR工艺的研究现状与发展[期刊论文]-辽宁化工 2009(9)

2.胡婷.黄少斌.邓康碳源类型和温度对BAF脱氮性能影响研究[期刊论文]-工业用水与废水 2009(6)

本文链接：https://www.360docs.net/doc/075518757.html,/Periodical_gyscl200811003.aspx

下载时间：2010年6月18日