悬浮载体生物膜反应器的亚硝酸型硝化研究.pdf

第24卷第9期
中国给水排水
Vol 24 No 9
2008年5月
CHINA WATER WASEWATER
May 2008
悬浮载体生物膜反应器的亚硝酸型硝化研究
祁佩时,王文斌,高大文,李正,董有,恭峥
(1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090;2.武汉安全环保研究院,
湖北武汉430081)
摘要:采用多孔聚合物载体生物膜反应器对亚硝酸型硝化进行了研究,考察了连流情况
pH、DO和水力停留时间(HRT)对氪氩降解和亚硝化反应的影响。在进水氨氩浓度为420
mg/L、温度为25℃的情况下,当HRT为24h、DO为2mg/L、pH值为8时,对氯氩的去除率>
75%,亚硝酸盐氩的积累率达到了70%以上,实现了对氮的高效去除和稳定的亚硝酸盐氩积累。
间歇试验结果表明,亚硝酸盐氪的生成速率为5.8684mg/(L?h),而硝酸盐氩的生成速率仅为
0.9931mg/(L?h),即生物膜上氪氧化首的数量和活性明显高于亚硝酸盐氧化菌的。
关键词:亚硝化;悬浮载体生物膜反应器;水力停留时间;溶解氧;pH
中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1000-4602(2008)09-0008-05
Study on Nitrosation in Suspended Carrier Biofilm Reactor
QI Pei-shi, WANG Wen-bin, GAO Da-wen, II Zheng, DONG You
Qr
(1. School of Municipal and Enuironmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin
150090, China; 2. Wuhan Safety and Enuironmental Protection Research Institute, Wuhan 430081
Abstract A study on nitrosation was performed in a porous polymer carrier biofilm reactor. The
effect of PH, dissolved oxygen (DO )and hydraulic retention time(HRT)on the ammonia nitrogen re
moval and nitrosation reaction was investigated. Under the conditions of the influent ammonia nitrogen of
420 mg/L, temperature of 25 C, HRT of 24 h, DO of 2 mg/L and PH of 8, the removal rate of ammonia
nitrogen and the accumulation rate of nitrite nitrogen can reach more than 75% and 70% respectively
The high-efficiency removal of ammonia nitrogen and the stable accumulation of nitrite nitrogen can b
chieved. The batch test results show that the formation rate of nitrite nitrogen is 5.8684 m(L h)
while the formation rate of ntae nitrogen is only 0.993 1 m /(L h), which means that the number
and activity of ammonia oxidizers are significantly higher than those of nitrite oxidizers
Key words: nitrosation; suspended carrier biofilm reactor; HRT; DO; PH
悬浮载体生物膜反应器又称移动床生物膜反应动力消耗较大、淹没式生物滤池定期清洗滤料和
器(MBBR),由于填料在反应器内呈流化状态,因而更换曝气器等问题。同时,微生物在载体上附着
解决了固定床反应器需要定期进行反冲洗、流化床生长也有利于世代时间较长的微生物富集。
基金项目:全国优秀博士论文作者专项基金资助项目(2005044)
万方数据
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祁佩时,等:悬浮載体生物膜反应器的亚酸型硝化研究
第24卷第9期
在生物脱氮过程中,如果将硝化反应控制在亚1.2检測项目与方法
硝化阶段而直接进行反硝化,则可以节约曝气量、减
NH-N:纳氏试剂分光光度法;NO2-N:N
少后续反硝化反应器的容积和节省反硝化所需的碳-(1-基)-乙二胺光度法;NOの3-N:酚二磺酸
源2。高效稳定的NO2-N积累是实现亚硝酸型分光光度法:DO:YS510溶解氧测定仪;pH:在线
硝化反硝化的基础。目前亚硝酸型脱氮在实际工程pH测定仪。
中的应用并不多见,主要原因在于NO2-N积暴的2结果与讨论
影响因素较多,而且NO2-N转化为NO3-N的2.1反应器的启动
反应速度较快。MBBR的氧传质系数高于活性污泥
挂膜启动分为两个阶段:首先是在低氨氮浓度
反应器的,并且在相同供气量下其NO2-N积累量下(15~40mg/い)进行间歌培养(运行周期为8h)
更高,这为实现亚硝酸型硝化反硝化提供了有利28d后载体上形成了一层薄的生物膜:然后调整进
条件。笔者借助多孔聚合物悬浮载体生物膜反应水氨氮浓度在150-400m9yL之间,HRT为24h,
器,研究了连续流情况下pH、D0和HRT对MO2-N且将温度控制在25℃,pH值控制在8,采用连续流
积累的影响,探讨了NO2-N的积累特征和实现机·的运行方式进行培养。对氨氮的去除率从第37天
理
开始逐渐升高,随着氨氧化菌的富集,NO2-N浓度
材料与方法
也稳步提高,55d时对氨氮的去除率和NO2-N的
1.1试验装置
积累率(或亚硝化率)都达到了70%以上,亚硝酸型
试验所用MBBR装置见图1
硝化生物膜反应器启动成功。启动后控制温度为
25℃,对HRT、DO和pH等因素进行考察。当考察
其中的某个参数时,固定其他影响因素的值不变;每
ロo、°
aoos。心
改变一次运行条件,待反应器稳定运行2d后再开
2
始取样测定。
2.2DO浓度对亚硝酸型硝化的影响
。4
90o. 3
氨氧化菌(AOB)和硝酸菌(NOB)都属于好氧
菌,D0浓度对AO0B和NOB的生长速率有很大的影
水箱2.DO和温度在线测定仪3.pH值在线测定仪
响。由动力学方程可知,AOB的氧饱和常数一般为
4.悬浮载体5.曝气装置和转子流量计6出水管
0.2~0.4mg/L,NOB的氧饱和常数为1.2~1.5
图1试验装置
mg/L'?,这表明在较低的D0浓度下,AOB比NOB
Fig 1 Schematic diagram of MBBR
更具有竞争优势。因此,亚硝酸型硝化通常采用控
MBBR的有效容积为10L,活性污泥取自哈尔制较低的DO浓度来实现。