处理城市污水的UASB-短程硝化厌氧氨氧化MBBR联合工艺.doc

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1、处理城市污水的UASB--短程硝化/厌氧氨氧化MBBR联合工艺亮点：l侧流工艺向主流工艺的转移减低了系统对于溶氧的需求；l主流厌氧氨氧化在25°C的条件下运行了16个月；l得出了间歇曝气的最佳持续时间为15min；l悬浮状态的AOB/NOB活性率是生物膜上附着状态的两倍；l厌氧氨氧化菌的活性维持了与侧流状态相同的水平；摘要：本研究测试了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器与厌氧氨氧化移动床生物膜反应器（MBBR）的联合体系对于城市主流污水的处理效果。在从污泥水过渡到主干污水的五个月时间内研究了亚硝酸菌（AOB）与硝酸盐细菌（NOB）的竞争。出水的终处理系统运行持续时间为16个月。进水中氨

2、氮浓度的降低大大减少了水中悬浮生物量，而后者导致亚硝酸盐产生的重要贡献者。本研究同时测试了溶解氧浓度以及短暂缺氧状态对NOB产生的影响和抑制机制。结果表明，缺氧状态的持续时间不会影响NOB的代谢恢复。较之AOB和NOB两种菌与氧气的密切关系，氧的扩散对于生物膜系统中的氮转化起到了更为重要的作用。1.引言未来污水处理的发展趋势是将污水视作一种资源，尽可能以沼气形式回收其中的能量，同时满足对于移除营养物质的要求。在这样的系统中，初步的处理可以是通过沉淀、混凝和絮凝作用对有机物的去除，或者是高效活性污泥法来通过污泥最大化去除水中的有机质，抑或是诸如上流式厌氧污泥床反应器中使用到的厌氧污水处理

3、方法。通过有机物去除步骤之后的出水具有较低的COD/N比，意味着在预处理之后，引入短程硝化/厌氧氨氧化这样的脱氮工艺十分有利，也可以最大程度地实现处理工艺的经济效益。通过厌氧氨氧化来进行污水脱氮最大的困难是，AOB菌在生物量中的累积以及NOB菌生长所产生的抑制。迄今为止，许多研究提出了在类似主流状态下通过厌氧氨氧化进行脱氮处理的成功例子。但是对有关在类似主流状态下全程自养脱氮工艺的运行研究却很有限。Wett等研究了实际规模中高效活性污泥法（HRAS）的出水从侧流污泥回水中对AOB菌以及厌氧氨氧化菌的富集。Lotti等人研究了对市政污水在19°c时运行HRAS之后采用颗粒污泥反应器处理的

4、效果。在反应器运行的稳定期，观测结果表明平均脱氮效率为29%，在最佳工况段到达了48.8%。在Malamis等人的研究中，联合了去除有机物的UASB与从采用Demon脱氮技术的污水厂中接种的自养脱氮序批式活性污泥法反应器，并将联合工艺在30°的运行条件下应用到人工合成的模拟污水的处理中。这一联合系统运行了98天并且在最后的60天里维持了稳定的脱氮效果.研究集中在了厌氧氨氧化的脱氮效果上，因此并没有说明NOB菌的脱氮以及累积脱氮效率。DeClippeleir等人研究了一个处理模拟污水的生物转盘在运行温度从30°C降至14°C的360天里的效果。测得总氮的脱除效率介于34%（于17°C)与

5、54%（于29°C）之间。当采用主流污水的运行温度是，反应器在COD/N比在0~2之间的不同状态下运行了80天，平均脱除效率为23~45%。Hu等人将处理高浓度模拟废水的厌氧氨氧化反应器改造成全程自养脱氮反应器，并在氨氮浓度为70mg/L，温度为12°C的条件下运行。在向主流处理转化之后，反应器运行了158天表现出了超过90%的脱除效率并且在出水中并没有监测到硝酸盐。这是唯一一个在全程自养脱氮反应器低温下处理低浓度废水是没有表现出NOB菌生长的研究。总而言之，将全程自养脱氮系统在主流污水状态下运行已经取得了显著的研究进展。然而，大多数的研究中，系统运行的持续时间都不超过1年；只有在De

6、Clippeleir等人对于低氮浓度污水处理的研究中，持续运行了440天。也只有Lotii和Wett两个研究团队使用到了未对成分进行人工调整的实际经预处理的市政污水。并且最终也没有研究涉及到了全程自养脱氮MBBR对市政污水的研究。对于AOB菌和NOB菌受溶解氧影响程度大小在这些文献（参阅Blackburne，Wett，Wiesmann等人的研究）中观点并不一致。另外，氧的扩散对于生物膜上AOB菌与NOB菌之间的竞争并没有得到充分研究。利用间歇曝气来汰选NOB菌在研究文献中被频繁提到，针对NOB菌的抑制机制也存在不同的解释。（Al-Omari；Kornaros等）本研究的目的是测试UAS

7、B和自养脱氮MBBR结合系统对于主流污水的处理效果。研究者观测了在从侧流向主流污水过渡中处理系统的稳定性和长期接受UASB出水的自养脱氮MBBR中微生物群落。分析了MBBR中AOB菌，NOB菌，以及厌氧氨氧化菌在生物膜和悬浮生物量中的相互影响。同时在短期的试验中调查了NOB菌的抑制途径，然后在持续的运行状态下对这些途径进行了测试。2.方法2.1实验设置这个处理系统由两个反应器--处理有机物的UASB以及自养脱氮的MBBR所组成。UASB的容积为