MBＲ工艺生物除磷极限与调控研究 - 新闻资讯 - 破乳剂|COD去除剂|乳化液|含油|煤化工废水处理|济南乾来环保

摘要:

本文探索 MBＲ工艺在不投加除磷药剂的情况下，通过污泥龄控制作为控制措施，研究该工艺的生物除磷极限，并提出调控措施。结果表明: SＲT= 19. 3 d 为本系统的最优 SＲT，此时，出水 TP 去除率最高( 97 ～ 99%) ，出水 TP 浓度较低，平均值为 0. 07 mg /L，最低值为 0. 03 mg /L，MLSS 可维持在较为适宜的 6000 mg /L，出水 TN 能达到较优水平，平均值为 7. 89 mg /L，最低值为 4. 6 mg /L。

关键词:
MBＲ工艺; 生物除磷; 污泥龄; 去除极限

0 引言

随着水环境提升的需求越加强烈，富营养元素“磷”成为污水处理行业的焦点。现阶段，我国污水处理厂一般采用生物+化学手段联合除磷。所谓生物除磷即利用微生物可过量摄取磷元素的特性，将污水中的磷元素转移至微生物体内，通过剩余污泥排放的方式将磷元素从污水系统中分离出来，污泥龄( SＲT) 是影响生物除磷最重要的影响因素。化学除磷一般是借助除磷药剂与水中磷元素发生化学反应生成难溶物质后，通过沉淀过滤等方式去除磷元素，常用除磷药剂有铝盐、铁盐等。

化学除磷药剂的投加在提升除磷效率的同时，也伴随着许多问题，如经济成本的增加，过量投加对活性污泥系统的负面影响，大量铝盐进入水体后所带来的环境风险等。特别是在 MBＲ工艺中，投加化学除磷药剂可能会加重膜面堵塞。

本文试图探究 MBＲ工艺在不投加除磷药剂的情况下，通过剩余污泥排放作为控制措施，研究该工艺下生物除磷极限及脱氮效果，并提出切实可行的调控措施。

1 材料与方法

1. 1 实验装置

本文工艺流程如图 1 所示，装置共包含厌氧段、缺氧Ⅰ段、好氧段、缺氧Ⅱ段以及膜分离段，共计停留时间 14 h，装置处理水量为 50 m3 / d，MBＲ膜组器采用 PVDF 材质帘式中空纤维膜，孔径 0. 3 μm。

1. 2 实验过程

污泥接种: 实验装置采用污水处理厂生反池内混合液进行接种培养，将实验装置进满污水处理厂生反池内的混合液，进行连续曝气，使得好氧池内污泥浓度达到所需浓度 9000 ～ 10000 mg /L。

污泥龄控制: 通过控制排泥实现污泥龄控制。试验装置进出水保持平衡，此时系统内活性污泥量为29 m3，保证排泥量为1. 5 m3 / d，使污泥龄控制在19. 3 d;保证排泥量为 2 m3 / d，使污泥龄控制在 14. 5 d; 保证排泥量为 0. 5 m3 / d，使污泥龄控制在 58 d。水样采集: 使用混合采样器每 2 h 采样 1 次，水样为 24 h 混合样。

处理负荷: 试验装置设计处理量为 50 m3 / d，试验期间处理水量均保持在 50 m3 / d 以上，试验装置处理负荷达到 100%以上。

1. 3 分析方法

试验测定指标为: 出水 TP、出水 TN、MLSS。TP测定方法为钼酸铵分光光度法，TN 测定方法为碱性过硫酸钾消解－紫外分光光度法，MLSS 测定方法为重量法。

2 结果与讨论

2. 1 进水水质

本试验所采用进水为昆明市某污水处理厂实际进水，试验周期内平均进水水质如表 1 所示，具体如图 2 所示。

进水 TP 94% 集中分布在 3 ～ 6 mg /L( 图 3) ，平均值为 4. 42 mg /L，CODCr 集中分布在 200 ～400 mg /L，平均值为 333 mg /L。进水 CODCr 和 TP 浓度属于昆明地区正常进水浓度水平。

2. 2 泥龄的影响与控制

1) 污泥龄( SＲT) 对出水 TP 的影响。

如图 4 所示，在整个试验周期内，出水 TP 随着SＲT 的变化而剧烈波动，说明出水 TP 受 SＲT 影响极大。1 ～ 15 d 内，SＲT 控制为 19. 3 d，出水 TP 稳定0. 03 ～ 0. 14 mg /L，处于较优水平; SＲT 为 14. 5 d 时，出水 TP 先略微升高，后下降，在 0. 09 ～ 0. 14 mg /L 波动，大体高于 SＲT 为 19. 3 d 时，继续减小 SＲT，出水TP 并未继续下降; 当 SＲT 升高至 58. 0 d 时，出水 TP明显恶化，最高值为 0. 496 mg /L，说明 SＲT 58. 0 d 过长，生物除磷效果明显恶化; 再次将 SＲT 恢复至较优值 19. 3 d，出水 TP 得以回落。

2) 污泥龄对 MLSS 的影响。

污泥龄与污泥浓度呈正相关，污泥龄越长，污泥浓度越大。如图 5 所示，实验初始污泥浓度为 9500mg /L，1 ～ 15 d 内，SＲT 为 19. 3 d 时，污泥浓度逐渐下降，最终污泥浓度能稳定在 6000 mg /L 左右; 当 SＲT减小到 14. 5 d 时，污泥浓度整体呈下降趋势，污泥浓度最低降至 3500 mg /L，且仍有下降趋势，较低的MLSS 显然已失去 MBＲ工艺的优势; SＲT 调整为58. 0 d 时，污泥浓度快速上升，再次将污泥龄降至19. 3 d 后，MLSS 先维持快速升高，直至 SＲT 降低后第 4 天，MLSS 开始下降，最高值超过 8000 mg /L，易造成膜污染，说明 SＲT 为 58 d 时，MLSS 难以控制在较适宜水平。

3) 污泥龄对出水 TN 的影响。

剩余污泥排放与系统生物量、微生物硝化、反硝化活性息息相关，本文在探究 SＲT 对生物除磷影响时候，综合考虑 SＲT 对出水 TN 的影响。

如图 6 所示，整个实验周期出水 TN 在 3. 6 ～ 11 mg /L 上下波动，虽然波动幅度较大，但均处于达标范围。可知，SＲT 为 19. 3 d 时，出水 TP 和 MLSS 均可以维持于较好水平。由图 6 可知: 当 SＲT 为 19. 3 d 时，出水 TN可达到较优水平，1 ～ 15 d，出水 TN 平均值为 7. 89mg /L，最低值为 4. 6 mg /L，29 ～ 34 d，出水 TN 平均值为 4. 52 mg /L，最低值为 3. 6 mg /L。说明 SＲT 为19. 3 d 时，出水 TN 可保持较优水平。

2. 3 生物除磷极限

当 SＲT 为 19. 3 d 时，出水 TP 均能达标，出水 TP值都在 0. 15 mg /L 以下，最低值为 0. 03 mg /L，平均值为 0. 07 mg /L。

如图 7 所示，SＲT 为 14. 5 ～ 19. 3 d时，TP 去除率均可维持在 96%以上，最高达到 99%，当 SＲT 为 19. 3 d 时，出水 TP 浓度和去除率均优于SＲT 为 14. 5 d 的阶段，19. 3 d 被认为是生物除磷的最优 SＲT。由此推断，当 SＲT 保持在最优水平时，生物除磷极限去除率为 97% ～ 99%，出水 TP 低至 0. 03 ～0. 14 mg /L。

3 结论

1) 在 MBＲ工艺不投加除磷药剂的前提下，SＲT =19. 3 d 为本系统的最优 SＲT，此时，出水 TP 去除率最高( 97% ～ 99%) ，出水 TP 浓度较低，平均值为 0. 07mg /L，最低值为 0. 03 mg /L，MLSS 可维持在较为适宜的 6000 mg /L，出水 TN 能达到较优水平，平均值为7. 89 mg /L，最低值为 4. 6 mg /L。

2) 当不投加除磷药剂前提下，我们通过 SＲT 的调控获得 MBＲ系统的生物除磷极限状况，即出水 TP 浓度为 0. 3～ 0. 14 mg /L，去除率为 97～ 99%。

原标题：MBＲ工艺生物除磷极限与调控研究

原作者：李雪明张亚宁孙雁李云东颜荧坊赵宏超黎正文

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