膜-生物反应器的研究及其在废水处理中的应用(9)

图7 DO与TN去除率的关系Figure 7 TN removal as a function of DO 2．5 DO对硝态氮形成的影响 DO对硝态氮形成的影响见图8。

图8 DO对硝态氮形成的影响Figure 8 Effect of DO on the formation of nitrite and nitrate

随着DO的升高，硝态氮的生成量也逐步增加。从实验结果可以看出，在硝化效率相当的情形下，DO对反硝化产生很大的影响。在低DO状态下，MBR的反硝化性能加强，硝化产生的硝态氮在很大程度上均能够通过反硝化作用得以去除，因而出水中存在的硝态氮含量也就较低。从实验中还可以看出，硝态氮中的主要成分是硝酸盐氮，亚硝酸盐氮的含量一直保持在一个很低的水平。 根据上述实验结果，从进出水中氨氮和总氮的变化情况以及亚硝酸盐和硝酸盐的生成情况可以证实高污泥浓度的膜生物反应器中同步硝化—反硝化现象的存在。在不同的DO水平下，膜生物反应器表现出了不同的生物脱氮性能，表明DO是影响同步硝化—反硝化性能的一个重要因素。

在上述试验条件下，在DO为0.8mg/L时，出水中的COD，在进水的平均382.86mg/L,维持在出水的30mg/L；氨氮从进水的平均34.75mg/L,达到出水的2mg/L,总氮从进水的37.18mg/L,降低到平均，4.12mg/L,总氮的去除率为86.58%，此时出水中的硝态氮维持在较低的水平亚硝态氮为：0.77mg/L；硝态氮为2.58mg/L。可以确定为同步硝化反硝化适宜的DO的浓度水平1.0-1.5mg/L。

2．6 F/M对同步硝化—反硝化的影响

在实验中通过改变进水中COD的浓度从100.39mg/L,逐步增加到641.35mg/L，来达到改变进水F/M的目的。实验分5个不同的进水浓度阶段，对应的平均F/M分别为0.086、0.154、0.216、0.272和0.423kgCOD/kgMLSS.d。DO保持在1.0~1.5mg/L，反应器中污泥浓度维持在5 000~6 000mg/L，实验结果见图9进水、滤过液和膜出水的COD的变化和图10对应不同的F/M条件下，COD去除率。

图9 进水、滤过液和膜出水中COD的变化Figure 9 Variation of influent, filtrate and permeate COD with operation time

从图10来看，随着F/M的提高，COD的去除率也有所升高，但这并不意味着F/M越高，处理效果就越好。在实验期间，膜出水的COD含量非常稳定，在出水效果相当的情况下，进水COD越高，MBR对COD的去除率就越高。

图10 F/M与COD去除率的关系Figure 10 COD removal as a function of F/M

从图11和12看出，实验中硝化反应进行地较为彻底，膜出水中氨氮含量绝大多数时间里都在1mg/L以下，只有个别时间处于1~2mg/L。相应的氨氮去除率也很高，5个不同的污泥负荷段对氨氮的平均总去除率分别为98.69%、97.02%、97.81%、98.06%和98.48%。在实验中最高的F/M条件下，硝化菌的硝化效能并没有因占优势种群异养菌的竞争而受到抑制。由于超滤膜的物理截留作用，硝化细菌能够始终被保留在反应器中，而使硝化反应得以很好地进行。

图11 进水、滤过液和膜出水中NH3-N的变化Figure 11 Variation of influent, filtrate and permeate NH3-N with operation time

图12 F/M与NH3-N去除率的关系Figure 12 NH3-N removal as a function of F/M 随着进水F/M的提高，MBR对TN的去除率明显增加。这一点从图13和图14中可以看出。

图13 进水、滤过液和膜出水中TN的变化Figure 13 Variation of influent, filtrate and permeate TN with operation time

图14 F/M与TN去除率的关系Figure 14 TN removal as a function of F/M 因为硝化反应进行地彻底，则进水中高的有机物质为反硝化提供了较为充分的碳源，在进水F/M为0.086kgCOD/kgMLSS.d时，MBR对TN的平均总去除率为30.33%；当进水F/M提高至0.423kgCOD/kgMLSS.d时，MBR对TN的平均总去除率升高到了89.90%。由此可以认为，在不影响硝化过程的前提下，进水中F/M的提高有利于同步硝化—反硝化的进行。

2．7 C/N比对同步硝化—反硝化的影响

通过改变进水中NH3-N的浓度，来达到改变进水C/N的目的。实验中DO保持在1.0~1.5mg/L，反应器中污泥浓度维持在5 000~6 000mg/L，F/M在0.30kgCOD/kgMLSS.d左右。C/N比对同步硝化—反硝化的影响结果见表3。 在实验中发现，C/N比的改变对COD的去除没有影响，因为在进水中改变的只是NH3-N的浓度，COD基本上保持在400mg/L左右。随着进水NH3-N的提高，膜出水中NH3-N的含量也略有增加，但MBR在不同的C/N比下均表现出了良好的硝化性能。在进水中NH3-N含量达到62.05mg/L时，出水中的NH3-N依然低于2mg/L，这表明MBR中高浓度的活性