改善msbr系统脱氮效果的试验研究

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1、改善MSBR系统脱氮效果的试验研究摘要：MSBR工艺是连续流与序批操作相结合的新型生物脱氮除磷技术，由于它的后置反硝化设计，碳源不足制约了系统的脱氮效果。为改善这种状况，进行了将部分原水分流至缺氧区的试验。结果表明：引入原水后，缺氧区的反硝化速率常数提高了一倍，系统的反硝化速率和脱氮率相应提高。与此同时，分流造成了厌氧区的碳源不足，加之厌氧区的回流增加，引入了较多的硝酸盐，使磷的释放和过量吸收受到影响，除磷效果下降。另外，针对中间沉淀区暴露出的运行和设计问题提出了一些改进措施。　　关键词：MSBR；脱氮除磷；反硝化　　中图分类号：X703　　文献标识码：A　　文章编号：1000

2、-4602(2001)01-0009-06MSBR工艺是一种新型的脱氮除磷工艺，它将连续流与序批操作巧妙地结合起来，既能连续进、出水，又能根据水质波动调节系统的缺氧/好氧反应时间，从而高效稳定地运行。前期试验研究表明，当水温在15～30℃，有机负荷为0.23～0.30kgCOD/(kgMLSS·d)时，出水COD、氨氮和总磷浓度分别低于50、5和1mg/L。但是由于系统为后置反硝化，碳源不足影响了系统的脱氮率，一般仅为60%～77%。　　为了挖掘MSBR系统的脱氮潜力，将厌氧区的部分进水分流至缺氧区，考察了分流前后缺氧区反硝化速率常数的变化，初步探索了改善MSBR系统脱氮效果的

3、工艺路线。　　1　试验器材及方法　　1.1试验设备　　①MSBR反应器：钢板焊接制成，内外各涂两层防腐涂料。各功能区有效容积见表1。表1　MSBR各区有效容积名称厌氧区主曝气区序批区(2个)缺氧区中间沉淀区有效容积(L)350860570×218070　　②高位水箱和二级水箱：有效容积分别为850、191L，高位水箱向MSBR反应器供水，二级水箱将原水以1∶2的比例分配到缺氧区和厌氧区。　　③自动控制柜：由PLC自动控制序批区的反应状态及时间，检修或更换设备时，可由自控切换到手动。　　④小型空气压缩机：供给好氧反应所需空气量及维持出水堰口空气罩内气压。　　⑤搅拌电机(ND型)：

4、负责缺氧区、厌氧区和序批区缺氧反应的搅拌。　　⑥回流泵：两台潜水泵和一台清水泵分别将两个序批区的混合液回流及中间沉淀区的上清液回流。　　⑦进水泵：由同济新村排水泵站调节池向高位水箱抽水。　　⑧时间控制器：控制进水泵的启闭。　　⑨电磁阀(DF—15型)：控制序批区的曝气量以及空气罩的进气与排气。　　⑩空气罩：与空压机和电磁阀共同组成出水控制系统，由罩内气压控制序批区的出水状态。　　1.2工艺流程　　原水分流前后的MSBR流程图分别见图1、2。 图1原水分流前MSBR流程图 图2原水分流后MSBR流程图　　当序批区处于曝气或搅拌阶段时，原水分流前后的主要流程没有太大变化，只是个别流

5、量略有变化。原水进入厌氧区后，与由中间沉淀区底部进入的回流污泥混合进入主曝气区。当SBR1处于好氧曝气或缺氧搅拌阶段时［如图1(a)、图2(a)所示，图中R1、R2分别为缺氧区和厌氧区的回流比］，主曝气区的一部分硝化混合液在序批区回流泵的推动下进入SBR1区进行反硝化或深度硝化，之后进入缺氧区，利用原水中的外碳源进一步反硝化。缺氧区出水经中间沉淀区的泥水分离，含硝酸盐的上清液被回流泵抽至主曝气区，浓缩污泥回流至厌氧区，同时另有与进水流量相当的主曝气区混合液进入SBR2，沉淀后的上清液经堰口流出系统。当SBR1进入预沉淀时，所有回流泵停止工作，原水经厌氧区、主曝气区后直接进入沉淀

6、出水阶段的SBR2，进行泥水分离［图1(b)］。与原水不分流的工况不同的是，由于1/3的进水量分流至缺氧区，预沉淀阶段仍有1/3Q的混合液由缺氧区进入中间沉淀区沉淀，1/3Q的污泥回流至厌氧区［图2(b)］。　　1.3系统的周期运行情况　　试验中MSBR系统的两个序批区交替充当沉淀池，故而得以连续进水和出水。当一个序批区循序进行缺氧搅拌、好氧曝气和预沉淀三种操作时，另一个序批区一直处于沉淀出水状态。一个周期里各个序批区的反应状态及回流泵工作状态的设置如表2所示。表2序批区和回流泵工作状态的周期设置反应状态历时(min)504030504030SBR1缺氧搅拌好氧曝气预沉淀沉淀出

7、水SBR2沉淀出水缺氧搅拌好氧曝气预沉淀A开启关闭关闭C开启关闭开启关闭B关闭　开启关闭注A、B分别为SBR1和SBR2中的回流泵，C为由中间沉淀区抽取上清液至主曝气区的回流泵。　　在序批区沉淀出水的后期(即另一个序批区进入预沉淀后)，从序批区排放剩余污泥。　　1.4试验水质　　试验用水为合流污水，有机碳源量较低，平均COD∶TKN为4.87、COD∶TP为51.3，而且随季节性波动较大，尤其是持续降雨时，雨水的大量掺入使水中污染物浓度降低(见表3)。表3试验水质  mg/L项目CODBOD