膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究

膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究（共7篇）

篇1：膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究

膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究

摘要：在气提升循环流化床内安装膜组件构成膜生物反应器,用其处理焦化废水,考察其对NH3-N的去除效果,结果表明:膜的截留作用使世代周期长的硝化菌被截留在反应器内并富集成为优势菌种.在严格控制反应器中的`温度、DO和pH值的条件下,系统出水NH3-N能够稳定在5 mg/L以下,去除率>95%.在系统的整个运行过程中,对NH3-N的去除主要受温度、DO、pH、HRT、进水NH3-N负荷等因素的影响,其中pH和HRT的影响较大.系统能够在高NH3-N负荷下长期运行,但负荷不宜超过0.63 kgNH3-N/(m3・d).作 者：胡九如 姚亮 蔡建安 钟梅英 HU Jiu-ru YAO Liang CAI Jian-an ZHONG Mei-ying 作者单位：安徽工业大学,建筑工程学院,安徽,马鞍山,243002期 刊：中国给水排水 ISTICPKU Journal：CHINA WATER & WASTEWATER年，卷(期)：,22(21)分类号：X703.1关键词：膜生物反应器 焦化废水 NH3-N去除率

篇2：膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究

孟建丽,MENG Jian-li(天津市环境保护科学研究院,天津,300191)

期 刊：太原理工大学学报  ISTICPKU  Journal：JOURNAL OF TAIYUAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 年，卷(期)：, 38(2) 分类号：X784 X703 关键词：焦化废水    A1-A2-O-M工艺    氨氮    化学需氧量    复合生物反应器   

篇3：膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究

关键词：移动床生物膜反应器 (MBBR) ,水力停留时间 (HRT) ,曝气量,养殖废水,氨氮

移动床生物膜反应器 (Moving Bed Biofilm Rreactor, MBBR) 作为一种绿色环保的生物脱氮技术被广泛应用于工厂化循环水养殖系统中[1,2,3,4,5]。由于循环水养殖系统的复杂性, 反应器的参数选择不仅需考虑氨氮去除效果, 还应使水体循环量与微滤机等系统其他装置相匹配。与处理城市污水的MBBR[6,7,8]的水力停留时间 (HRT) 比较, 处理养殖水体MBBR的HRT更短。

据研究报道, 在海水循化水养殖系统中, 进水氨氮浓度为1.4 mg/L、MBBR的HRT为6 min情况下, 氮负荷为250 g/ (m3·d) [9];MBBR在HRT为15 min时, 处理氨氮浓度约为2 mg/L的养殖废水, 其氨氮去除率最高达45%[10]。然而, 在实际循环水养殖工艺中, HRT和曝气量参数的取值往往通过经验估算获得, 带有很大的盲目性, 影响出水水质。因此, 本文结合循环水养殖模式下的MBBR工艺操作, 于2013年6—9月进行了反应器处理低氨氮养殖废水的最优HRT和曝气量的研究, 为实际循环水养殖系统提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验装置

试验装置由4套MBBR和泵阀组成 (图1) , MBBR外形为有机玻璃材质圆柱体, 直径11 cm, 高30 cm, 总容积2 L。进水通过蠕动泵 (BT600-2J, 保定兰格) 从装置底部泵入;采用空气压缩机曝气供氧, 由气体流量计 (LZB-6/-3WB, 天津流量仪表) 调节流量之后, 从底部进入MBBR, 其中的填料为聚乙烯材质。

1.2 参数测定与分析方法

测定参数及方法:进出水的水温;溶氧, 便携式YSI plus/pro ODO测定仪;氨氮 (NH4+-N) , 纳氏试剂分光光度法[11];亚硝酸盐氮 (NO2--N) 、硝酸盐氮 (NO3--N) , 离子色谱法[11] (Dionex ICS1500离子色谱分析仪) 。采用扫描电镜 (SEM, Philips xl) 观察生物膜生长壮况。

数据采用SPSS16.0方差分析, 计算公式如下:

式中:F—氨氮去除负荷, g/ (m3.d) ;Cin—进水氨氮浓度, mg/L;Cout—出水氨氮浓度, mg/L;Q—水流量, m3/d;V—反应器体积, m3;η—氨氮去除率, %;M—出水亚硝酸盐氮或硝酸盐氮的累积浓度, mg/L;C'out—出水亚硝酸盐氮或硝酸盐氮浓度, mg/L;C'in—进水亚硝酸盐氮或硝酸盐氮浓度, mg/L。

1.3 试验过程

试验采用流水式自然挂膜[12], 为更好地控制进水氨氮浓度, 以人工模拟养殖废水作为进水, 研究MBBR最优HRT和曝气量, 并用实际养殖废水来验证装置的氨氮去除效果。人工模拟养殖废水参照相关文献配制而成[13], 氨氮浓度为2 mg/L左右, 实际养殖废水取自于本实验室内的工厂化循环水养殖俄罗斯鲟鱼的水体, 氨氮浓度为0.5~1.5 mg/L。

2 结果与讨论

2.1 HRT对MBBR运行性能的影响

依照循环水养殖工艺下的操作模式[14], 在180 L/h曝气量时, 设计HRT分别为2、4、6、8、10、12、14和16 min, 进水氨氮浓度为2 mg/L。由图2可知, 随着HRT的增加, 氨氮去除负荷与去除效率呈相反的变化趋势, 即氨氮去除负荷随着HRT的增加而降低, 而氨氮去除率则随之增加。当HRT为2 min时, 水体流量大, 单位时间的氨氮去除负荷达到最高, 但单位养殖废水与填料、氧气接触时间过短, 水体氨氮在短期内去除不完全, 导致出水氨氮浓度较高, 氨氮去除率低。当HRT为4~8 min时, 氨氮去除率从30%快速增至70%, 氨氮去除负荷达到700 g/ (m3.d) 左右, 增加HRT降低了水体流速, 延长生物膜上氨氧化细菌氧化水体氨氮的时间, 有利于微生物吸附转化氨氮, 氨氮去除率得到提高。

由图3可知, 大部分进水氨氮被转为出水亚硝酸盐氮和硝酸盐氮, 出水氨氮浓度降至0.5mg/L以下, 远低于国家标准 (<1.0 mg/L) , 对养殖鱼类不产生危害。这表明, 在8 min内, 生物膜能够将养殖废水的氨氮充分转化并去除, 如再延长HRT, 则对氨氮转化为硝酸盐氮的作用已不显著, 且在目前的循环水养殖工艺中, HRT一般<10 min。因此, 通过综合分析水体氨氮的去除效果和MBBR在循环水养殖中的应用, 确定最佳的HRT为6~8 min, 此时的氨氮去除率为70%~75%, 去除负荷为560~700 g/ (m3.d) 。

与MBBR处理其他污水的HRT相比, 处理养殖废水的HRT (6~8 min) 远小于奶牛场等废水对应的HRT, 后两者分别为32~48 h[3]和18h[15]。究其原因, 一方面是由于奶牛场废水中的氨氮浓度为130~200 mg/L, 比养殖废水中氨氮浓度高出近100倍。废水氨氮通过亚硝化菌和硝化菌的共同作用被转为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮, 该生物化学反应一般遵循莫诺特关系[16]。由于养殖废水氨氮浓度很低, 其对应的反应级数也低 (一级反应) , 硝化速率高[17,18], 所需HRT短;另一方面, 养殖废水中的有机物浓度相对于奶牛场废水中的有机物浓度低许多, 水体氨氮易于被自养氧化, 而奶牛场废水成分相对更复杂, 有机物浓度相对较高, 抑制了氨氧化细菌氧化水体中的氨氮[19,20], 因而其HRT更长。

与MBBR处理其他养殖废水氨氮的数据比较 (表1) , 进水虽然均为养殖废水, 但本文HRT相对其他文献报道的HRT少37 min, 显示MBBR高效处理养殖水体氨氮的能力。

2.2 曝气量对MBBR运行性能的影响

曝气量也是影响反应器处理水体氨氮的重要参数, 既要满足微生物的需氧量, 又要维持填料在反应器的正常流化。在HRT为8 min时, 设计4个MBBR曝气量值, 依次为60、120、180、240 L/h。经试验初选, 高于或低于这个范围的曝气量均认为不合适, 当曝气量<60 L/h时, 填料在反应器内移动困难, 无法形成正常流化状态;当曝气量>240 L/h时, 填料在反应器内运动十分剧烈, 部分填料甚至被底部飞速的气泡顶出反应器。

表2为曝气量在60~240 L/h范围时的溶氧与氨氮去除率, 从中可以看出, 随着曝气量的增加, 溶氧浓度先升高后缓降, 其原因可能是240L/h曝气量过大, 滤料翻滚剧烈, 气泡从装置底部到顶部的时间很短, 不利于气泡中氧气向养殖废水扩散溶解。在曝气量240 L/h时, 明显观察到填料上生物膜量减少, 这主要是空气流量过大产生较大剪切力的作用, 因此, 其氨氮去除率也低于180 L/h曝气量的氨氮去除率。从氨氮去除率来看, 曝气量180 L/h与60 L/h、240 L/h有显著差异, 而与120 L/h差异不大, 此时的氨氮去除率最高, 达62%~69%, 出水氨氮浓度最低, 为0.44~0.50 mg/L。因此, 确定180 L/h为MBBR的最佳曝气量。

注:同一行数据的不同字母代表数据间差异显著, 相同的字母代表数据间无显著差异 (P<0.05) 。

当曝气量较小时 (60 L/h) , 水体和填料移动缓慢, 氨氮与生物膜传质速率减小;当曝气量过大时 (300 L/h) , 填料在强大气流的冲击下滚动剧烈, 不仅会引起生物膜脱落生物量减少, 还会造成MBBR的能耗上升 (曝气量的能耗占到MBBR总能量需求的50%) [24], 因此, 合适的曝气量对于去除水体氨氮和降低能耗都十分重要。曝气量180 L/h时, MBBR中的水体溶氧浓度 (6.31 mg/L) 远高于所需的最低溶氧浓度 (2 mg/L) 。Rahimia等[25]认为, 曝气量与生物量之间呈抛物线型关系, 当曝气量<198 L/h时, 生物量随曝气量的增加而增加, 曝气量≥198 L/h时, 生物量反而随着曝气量的增加而减少。

2.3 MBBR处理实际养殖废水的效果

在保持HRT 8 min、曝气量180 L/h的优化参数条件下, 研究MBBR处理实际养殖废水氨氮浓度0.5~1.5 mg/L的去除效果。从图4可以看出, 出水没有亚硝酸盐氮浓度的累积 (累积浓度为负值) , 说明MBBR对氨氮有较好的去除效果。出水的硝酸盐氮累积浓度与进水氨氮浓度接近, 说明填料生物膜能够处理低氨氮浓度 (2 mg/L) 养殖废水, 将其进水氨氮和亚硝酸盐氮转为硝酸盐氮, 在出水中不产生亚硝酸盐氮的累积。

在处理实际养殖废水的试验后期, 采用电镜扫描观察生物膜厚度及其微生物种类, 镜检结果 (图5) 可以看出, 生物膜表层结构呈凹凸不平状, 覆盖着大量的原生动物、细菌和大面积的细菌丝状分泌物, 膜上微生物种类丰富, 生长状态稳定。随机测量到的生物膜厚度为26~38μm, 这与Choi等[26]报道的生物膜反应器中的18~22μm膜厚度相近。表明在优化参数条件下, 填料生物膜生长良好, 形成了含有原生动物、细菌等较完整的生物体系。

注:a为轮虫等原生动物;b为放大1 000倍的细菌;c为膜厚26μm的膜形态;d为膜厚38μm的膜形态

3 结论

篇4：膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究

改性煤矸石对废水中氨氮的去除试验研究

摘要：文章介绍了改性煤矸石对废水中氨氮的吸附去除效果及影响因素的试验,结果表明:在原水氨氮浓度为211.87mg/L时,选用粒径为120目的改性煤矸石1g与50mL废水混合,振荡吸附120min,改性煤矸石对废水中氨氮的去除率可达到62.46%.该项研究为改性煤矸石在其他高浓度氨氮废水处理中的应用提供了科学依据,同时可将吸附氨氮后的.煤矸石应用于土壤改良,不仅减轻了氨氮对环境的污染,也为废水中氨氮的有效利用提供了一种途径.作 者：王国贞 吴俊峰 王现丽 WANG Guo-zhen WU Jun-feng WANG Xian-li 作者单位：河南城建学院,环境与市政工程系,河南,平顶山,467044期 刊：煤炭工程 PKU Journal：COAL ENGINEERING年，卷(期)：2010,“”(6)分类号：X703关键词：改性煤矸石 氨氮 影响因素 去除效果

篇5：膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究

序批式移动床生物膜反应器处理高氨氮废水

摘要：试验采用以新型聚乙烯塑料为序批式移动床生物膜反应器研究了其对于高氨氮废水的处理能力.结果表明,填料的.填充高度与MBBR有效高度的比例约为80%时较容易实现挂膜,填料的最佳长度为4mm左右;pH在8.0～8.5之间时,系统氨氧化速率较大,最大达到53.97mg/(L・h);MBBR氨氮去除容积负荷、去除率随着进水氨氮容积的升高而先增大后降低,氨氮容积负荷为1.5kgN/(m3・d)时,其去除容积负荷最大,达到1.03kgN/(m3・d),氨氮容积负荷为0.75kgN/(m3・d)时,去除率最大,达到99.6%以上;试验中出现稳定的亚硝酸盐积累,当进水氨氮浓度为200mg/L时,氨氮去除率达到97.7%以上,亚硝酸盐氮约占氨氮去除总量的96.2%.作 者：刘建广    宋武昌    代莎莎    王丽丽  作者单位：刘建广,宋武昌,王丽丽(山东建筑大学,市政与环境工程学院,山东,济南,250101)

代莎莎(日照职业技术学院,建筑工程学院,山东,日照276826)

期 刊：山东建筑大学学报  ISTIC  Journal：JOURNAL OF SHANDONG JIANZHU UNIVERSITY 年，卷(期)：, 23(2) 分类号：X703 关键词：MBBR    氨氮    pH    亚硝酸盐   

篇6：膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究

一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究

摘要：目的 研究一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的可行性及处理效果,为豆制品加工废水处理提供新的工艺选择.方法 采用一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水,在连续运行过程中,对进水和出水的.化学需氧量、生物化学需氧量、悬浮物、氨氮和总磷进行测定,通过对主要污染物进出水质量浓度变化的分析,确定膜生物反应器(MBR)工艺处理豆制品加工废水的可行性、运行情况和豆制品加工废水中对各污染指标的去除效果.结果 通过60 d的连续运行,MBR处理豆制品加工废水出水水质好,CODCr,BOD5,氨氮和SS的去除率分别高达96.84%,94.37%,95%和99.83%.结论 利用膜生物反应器处理豆制品加工废水在技术上可行.有机物去除率高,装置具有较强的耐冲击能力,出水稳定.作 者：刘旭东 张砚 尹敬杰 LIU Xudong ZHANG Yan YIN Jingjie 作者单位：沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁,沈阳,110168期 刊：沈阳建筑大学学报(自然科学版) ISTICPKU Journal：JOURNAL OF SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY NATURAL SCIENCE年，卷(期)：,23(3)分类号：X703关键词：废水处理 一体式膜生物反应器 豆制品加工废水 活性污泥

篇7：膜生物反应器去除焦化废水中氨氮的试验研究

水解酸化-好氧移动床膜生物反应器处理高浓度有机废水的试验研究

好氧移动床膜生物反应器(M-CMCBR)是生物膜法与微滤膜相结合的一种新型反应器.采用水解酸化-好氧移动床膜生物反应器处理高浓度有机废水和含酚废水,试验结果表明:此工艺可以提高难降解有机废水的可生化性,继而得到较好的出水水质.进水CODCr为3000～5000 mg/L时,最终膜出水CODCr为30～90 mg/L,总去除率为98.5%～99.5%.

作 者：吕德华 朱文亭 郭东敏 Lu De-hua ZHU Wen-ting GUO Dong-min 作者单位：天津大学环境科学与工程学院,天津,300072刊 名：给水排水 ISTIC PKU英文刊名：WATER & WASTEWATER ENGINEERING年，卷(期)：200531(5)分类号：X7关键词：好氧移动床膜生物反应器 含酚废水 可生化性 缺氧-好氧工艺