MSBR除磷影响因素的试验研究

第33卷第3期 2008年3月 环境科学与管理 ENVIRONM ENTAL SC玎 NCE AND MANAGEM匮NT V01．33 Nn 3 Mfir．20o8 文章编号：1673—1212(2008)03—0086—03 MSBR除磷影响因素的试验研究 张援 ，冷寒 (1．重庆工程职业技术学院，重庆400037；2．重庆大学 资源及环境科学学院，重庆 4OOO44) 摘 要：在正交试验确定的相对最佳操作条件的基础上，对 MSBR除磷影响因素进行 了试验研究，结果表明：在 本试验选定的因素中，进水 COD／P为主要影响因素，对 系统除磷影响的主次顺序为 COD／P>MLSS>R > COD／N；工艺要求COD／P>100，但是过高的COD／P也会导致 PAOs(聚磷茵)与 GAOs(聚糖茵)竞争对有机底 物的竞争，致使 1]P去除率下降；随进水 COD／N增加，出水 1]P浓度有缓慢下降的趋势，在 COD／N>7时系统除 磷效果较好；出水 1]P随R的增大表现为先降后升的趋势，在 R为0．5时系统除磷效果最好；进水 COD浓度越 高除磷效果越好。 关键词：MSBR；除磷；影响因素；PAOs 中图分类号：X703．1 文献标识码：A Experimental Study on the Effect of MSBR on the Phosphorus Removal Zhang Yuan ，Leng Han (1．ChongQing Vocational Institute of Engineering，Chongqing 400037，China； 2，College of Resource and Environmental Science，Chongqing University，Chongqing 400044，China) Abstract：Based on relatively optimum operating condition that get from orthogonal experiment，the paper analyzes pfima~ factors that influence the removal of phosphorus in 6一tank process of MSBR．The experimental results show that the sequence of the factors that affect phosphorus removal iS：COD／P>MLSS> R >COD／N，and the COD／P is the main factor；the process re． quire the COD／P>100，but high number will beget the competition of PAOs and GAOs，the result of that is deteriorated P—re— mova1．The outlet phosphorus concentration gets down slowly when the inlet COD／N increase．The better P—removal appear at COD／N >7；the best phosphorus removal appear when the R is 0．6；the more inlet COD，the better phosphOHIS removal， Key words：MSBR；phosphorus removal；infl uencing factor；PAOs MSBR工艺(Modified Sequencing Batch Reactor) 又称改良式序列间歇反应器，是由C．Q．Yang等人 根据 SBR技术特点，结合传统活性污泥法开发的一 种连续进出水污水处理新工艺u 。MSBR工艺可视 为A ／O工艺和 SBR系统的联合，具有脱氮除磷功 能。MSBR工艺被认为是 目前最新、集约化程度最 高的污水处理工艺，具有流程简单，控制灵活，单元 操作简单以及节约用地等优点 。但现有的对 MS— BR生物除磷机理的研究和探讨还不能满足 MSBR 工艺发展的需要。影响 MSBR除磷的因素很多，研 究各因素对 MSBR系统除磷的影响对 MSBR工艺的 设计和运行具有重要意义。 收稿日期：2007—11—19 作者简介：张援(1979一)，女，重庆市人，重庆师范大学学士学位 ，助 教，研究方向为水污染控制工程。 · 86· 1 材料与方法 1．1 试验装置与方法 试验用 MSBR6池工艺，反应器由有机玻璃构 成，平面布置及流程如图 1所示。反应器的有效容 积为 27 L，各池有效容积见表 1。 表 1 各池体有效容积(L) 反应器运行周期为4 h，运行方式为连续运行， 设计进水流量为1．5 L／h，进水经蠕动泵从污水槽打 入厌氧池，与来自浓缩池的回流污泥}昆合，然后依次 流入主曝气池和 SBR池。当 SBR I池充当沉淀池 沉淀出水时，主曝气池混合液流入SBR lI池进行搅 拌、曝气和预沉，SBR池混合液经蠕动泵流入污泥浓 维普资讯 http://www.cqvip.com 第33卷第3期 2008年 3月 张援等 ·MSBR除磷影响因素的试验研究 Vo1．33 No．3 M ．2o08 缩池。反之类似。用温度控制仪控制水温在 16～ 32~C，人工控制进水的pH值(pH =7～8)，SRT = 15 d，SBR池时间控制为：搅拌d0 min，曝气50 min， 预沉30 rain。 进水 出水 图 1 MSBR7池工艺平面布置图及 流程图 破产流程图 免费下载数据库流程图下载数据库流程图下载研究框架流程图下载流程图下载word 注：SBRⅡ处于沉淀出水状态。 1．2 污泥接种及进水水质 取某污水处理厂的曝气池前端混合池中的活性 污泥，经沉淀静止后弃去上清液，过滤淘洗后注入到 MSBR反应器中。试验用水采用人工模拟废水，以 乙酸钠为碳源，以 NH CL为氮源，以 KH PO 为磷 源，用 NaHCO，控制进水的pH值在 7．0～7．5，并以 1 mg／l的投量向进水 中投加微量元素混合液 J (EDTA：10 g／L，FeSO4·7H2O：1．50 g／L，CoC12· 6H2O：150 mg／L，MnC12·4H2O：120 mg／L，H3BO3： 150 mg／L，ZnSO4·7H2O：120 mg／L，KI：180 mg／L， Na2MoO4。2H2O：60 mg／L，CuSO4 ·5H2O：30 mg／ L)。进水水质见表 2。需要改变进水 COD／P、COD／ N时，维持进水 COIM00 mg／l不变，改变进水中P、N 的浓度获得不同 COD／P、COD／N值。 表2 人工合成废水成分(mg／L) 1．3 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 项 目及方法 COD：重硌酸钾法；NH 一N：钠氏试剂光度法； TP：过硫酸钾消解 一钼锑抗分光光度法；DO：SJ G203型溶解氧分析仪；NO，一N：酚二磺酸光度法； PO 一3：钼锑抗分光光度法。 2 结果分析与讨论 2．1 MSBR工艺运行条件的正交优化实验及结果 分析 MSBR工艺中影响除磷的因素很多，结合 MSBR 自身的特点 J，本次正交实验主要选取在 MSBR 工艺中对全程除磷影响较大的因素做为实验因子， 有进水 COD／P、COD／N、内回流比 R、曝气池 MLSS 等。因素水平表见表 3。 表3 正交试验因素水平表 通过正交实验结果的直观分析(见表 4)可知， 各因素对TP去除效果的影响程度不同，在选定的影 响因素中，进水 COD／P对 MSBR除磷的影响最大， 其次是曝气池 MLSS，再次是污泥回流比 R，最后是 进水 COD／N，即影响程度的顺序为 COD／P>MLSS >R>COD／N；相 对 最 佳 的处理 参 数 组 合 为 B C2D2，此时进水 COD／TP为 100，曝气池 MLSS 为2000～3000，内回流比 R为 0．d，进水 COD／N为 1O。后续试验中，在进行一种因素的试验时，其它因 素维持在该水平上。 表4 正交试验结果及直观分析 2．2 进水 COD／P对除磷的影响 决定系统除磷效果好坏的关键是进水水质，尤 其是进水碳磷比 J。见图2为进水 COIM00 mgZl、 NH；一Nd0 mgZ]时进水 COD／P对除磷的影响。由 图可知，当进水 COD／P为d0～150，随着进水 COD／ P的增大，厌氧池基质相对增加，VFAs较充足，PAOs 释磷增加，出水 TP浓度逐渐降低。COD／P小于100 时，出水 11P随 COD／P增大减小明显，但当 COD／P 大于100时，出水 TP基本上不再变化。11P去除率 在 COD／Pal0～100时逐渐增大，当 COD／P>100时 去除率逐渐减小。说明当 COD／P比值增大到一定 程度时，有机底物相对充足，而磷却处于相对缺乏的 状态，故磷的去除率不再因 COD／P的增大而增大， 出水 TP浓度下降趋缓。 · 87· 维普资讯 http://www.cqvip.com 第33卷第3期 2008年3月 张援等 ·MSBR除磷影响因素的试验研究 Vo1．33 N 3 Mar．20o8 图 2 进水 COD／P对除磷的影 响 对于 COD／P>100时去除率下降趋势，分析其 原因是 PAOs(聚磷菌)与 GAOs(聚糖菌)竞争的结 果。当COD／P高时，污泥中的磷浓度就会很低，这 种环境会减少 PAOs体内多聚磷酸盐颗粒的含量， 但是PAOs在厌氧条件下主要是依靠降解多聚磷酸 盐颗粒来获得能量以吸收乙酸等基质并在体内合成 PHA，所以PAOs体内多聚磷酸盐颗粒含量的减少 就会相应地使得体内PHA含量降低。在另一方面， 由于GAOs不会涉及到多聚磷酸盐颗粒代谢这一问 题，所以它们就不会受到这种环境条件的制约，因此 它们在厌氧条件下就会利用自身体内糖原的代谢来 获取能量，吸收PAOs吸收不了的基质，并在体内合 成 PHA。在好氧条件下，PAOs就会由于体内聚集 的PHA的量不断降低而逐渐降低在污泥中的比例， 但 GAOs却可以利用体内足够 的 PHA来增 殖。 PAOs比例下降从而导致去除率降低。 2．3 污泥回流比 R对除磷的影响 在本实验中，R对6池除磷的影响见图3。在进 水 TP浓度基本维持在 3～4 mg／l，COD／P约为 100， 进水 COD／N为 l0，曝气池 MLSS为2000～3000的 情况下，改变 MSBR系统的污泥回流比 R，出水 TP 随 R的增大出现先降后升的趋势。当 R从 0．3增 加到0．5，厌氧池中污泥浓度逐渐增加，TP去除率也 逐渐增加；继续提高污泥回流比，发现 TP去除率急 剧下降，说明污泥回流携带的硝酸盐已经严重影响 了系统对磷的去除。由图3可知在 R为0．5时工艺 系统表现出相对最佳的11P出水效果。 6 5．5 5 4．5 4 3．5 3 2．5 2 1．5 · 88· 图3 R对除磷的影响 、 、 {蚌 2．4 进水 COD／N对除磷的影响 在本实验中，进水 COD／N对6池 MSBR除磷效 果的影响如图4所示。进水 COD／N对磷的去除影 响不是很明显，随进水 COD／N增加，出水 TP浓度 有缓慢下降的趋势，当COD／N>7时，下降趋势趋于 平缓，出水 11P稳定在 1．5 mg／l左右。TP去除率在 COD／N从 3增加到7时增加，COD／N>7时趋于稳 定。与一般脱氮除磷工艺要求进水 COD／N>4．3相 比，MSBR6池工艺要求更高的进水 COD／N比，这与 MSBR后置反硝化的反硝化方式有关，后置反硝化 使得反硝化碳源不足，所以如果进水中 N含量太高 (COD／N<7)，不充足的反硝化使大量的硝酸盐随 污泥回流进人厌氧池，影响 PAOs的厌氧释磷，并最 终使系统除磷效果下降。 十 进水TP+ 出水TP— 去除率 暑 7O 6O 5O 40碍 30嚣 2O lO O 图4 进水 COD／N对除磷的影响 2．5 进水 COD浓度对除磷的影响 维持进水中 COD／P=100、COD／N：7不变，改 变 COD浓度对7池去除磷的影响见表5。 表 5 进水 COD对系统除磷影响实验结果 注 ：厌 氧池进水浓度差为厌氧池磷 酸盐浓度与进水磷 酸盐旅度 的差值。 从表中数据可知，随着进水中 COD浓度的增 加，系统的TP去除率也有所增加，但是增加程度不 大，只从47．76％提高到55．46％。厌氧池释磷量也 随着增加，进水 COD较低时(100～200 mg／1)，厌氧 池释磷状况不佳，但是由于进水 TP浓度较低(1．34 mg／1)，还是获得了较低的出水 11P浓度；进水 COD 较高时，基质充足，厌氧池释磷状况良好，浓度差从 进水 COD浓度 100～200 mg／l时的5．62增加到进 水 COD浓度 700—800 mg／l时的 12．o3；但是由于 进水中TP浓度较高(8．38 mg／1)，(下转第138页) ＼瓣 加 ∞ ∞ 们 ∞ 加 m 00 O 9 8 7 6 5 4 3 2 1 O 维普资讯 http://www.cqvip.com 期 王永昌等 · 壶瓶山国家级自然保护区森林生态旅游开发前景 V01．33 Nn 3 Mar．2OO8 管理者之一，消除了以往被动保护造成的保护区同 当地社区的对立关系，缓解资源使用的矛盾；(3)在 提高社区居民法律意识和文化素质的同时，为社区 提供了充分参与生物多样性保护工作的机会；(4) 通过社区共管与社区扶贫、多种经营的结合，使社 区居民参与保护和改进农业生产结构，变成生物多 样性保护的共同受益者，社区的经济条件和社区生 活环境将得到逐步改善。 森林生态旅游建设既属物质文明建设范畴，又 属精神文明建设范畴，不仅要抓好旅游设施“硬件” 建设，更要抓好旅游从业人员的职业道德教育和业 务技能培训，努力提高服务人员及管理人员的专业 知识水平。因此必须强化内部管理，向管理要效益， 从“抓管理促质量，抓质量出效益”人手，对导游、安 全、保卫、餐饮、住宿等方面实行 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化管理 J。 总之，建立森林公园或自然保护区，发展森林生 态旅游事业，是林业部门和旅游部门全面发挥森林 生态效益、社会效益和经济效益的一项系统工程，是 人们对森林与人类关系认识的深化。发展森林旅游 业，迎合了人们高水准的物质文化生活之需要，可以 说，壶瓶山森林旅游业具有广阔的发展前景。 参考文献： [1]邓金 阳，陈德东．中国森林生态旅游资源的开发与 保护[EB／OL]．http：／／www．1inktrip．corn．2002—11—08． [2]王永安．森林生态旅游新趋势[J]．中南林业调查规 划，2003(8)：44—47． [3]胡宪文．森林旅游——迈向21世纪的林业支柱产业 [J]．江西林业科技，1998(5)：38—41． [4]秦 中云，王兰会，赵天忠，等．壶瓶山国家级 自然保 护区的资源特点及其 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 [J]．西部林业科学，2006(9)：94— 97． [5]杨朝霞，吴晓燕，刘仁保．中国森林生态旅游现状分 析及对策建议[J]．现代农业科技，2006(9)：189． [6]文红．在森林文化的导引下管理森林旅游生态环境 [J]．江西农业大学学报(社会科学版)，2005，4(2)：147— 150． [7]贺建林．湖南省森林生态旅游发展潜力及开发举措 [J]．吉首大学学报(社会科学版)，2000，21：120—122． (上接第88页) 出水TP浓度较高(3．73 mg／1)。 3 结论 3．1 进水 COD／P对 MSBR7池工艺除磷的影响程 度最大，其次是曝气池 MISS，再次污泥 回流比 R 是，最后是进水 COD／N，相对最佳的处理参数组合 为进水 COD／P为 100，回流比 R为 0．5，曝气池 MISS为2000～3000，进水COD／N为 l0。 3．2 当进水COD／P为40～150，TP去除率在 COD／P 从40增加到 100时增加，当 COD／P从 100增加到 150时，去除率有缓慢下降的趋势。污泥回流比R从 0．2增加到0．7，出水TP随R的增大表现为先降后升 的趋势，相对最佳 TP出水效果出现在 R为0．5时。 3．3 随进水 COD／N增加，出水 TP浓度有缓慢下降 的趋势。在维持进水一定的COD／P的情况下，随着 进水 COD浓度的增加，系统的TP去除率有所增加。 · l38· 参考文献： [1]Ng Wun—jevil．Sequencing batch reactor treatment of wastewaters[J]．Environmental Sanitation Reviews，1989，28 (9)：59—62． [2]罗万申．新型污水处理工艺—— MSBR[J]．中国给 水排水，1999，15(6)：22—24． [3]Yu Dai，Zhiguo Yuan，Xiaolian Wang，et a1．Anaero— bic metabolism of Defluviieoceusv·—anus related glycogen accu·- mulating organisms(GAOs)with acetate and propionate as car— bon sources[J]．Water Research，2007，41(9)：1885—1896． [4]李春鞠，顾国维，杨海真．改善 MSBR系统脱氮效果 的试验研究[J]．中国给水排水，2001，17(1)：9—14． [5]王闯，杨海真，顾国维．改进型序批式反应器 (MS— BR)的试验研究[J]．中国给水排水，2003，19(5)：41—43． [6]任洁，顾国维．MSBR系统的特点及其除磷脱氮的机 理分析[J]．给水排水，2002，28(1)：22—24． [7]杨殿海，顾国维．改进型MSBR工艺特点与运行效果 [J]．中国给水排水，2004，20(1)：62—65． [8]李春鞠，顾国维，杨海真．城市污水除磷脱氮MSBR 工艺实验研究[J]．环境工程，2002，18(6)：19—21． 维普资讯 http://www.cqvip.com