1、浅谈膜生物反应器脱氮摘要：膜生物反应器是特膜分离技术与生物处理工艺相结台而开发的新型系统。该文就膜生物反应器的特征、研究现状、不同形式反应器的技术参数与处理效果等，进行了综述由于膜生物反应器具有明显的优点，故愈来愈受到人们的重视成为研究的热点之一膜生物反应器的研究和应用范围不断拓竟，有的已进入污水处理实用阶段. 关键词：膜生物反应器膜分离技术生物处理工艺处理效果 中图分类号： G633 文献标识码： A 1、膜生物反应器的特征 (1)出水水质好。用超微滤膜组件取代二次沉淀池，可使生物反应器内获得比普通活性污泥法高很多的生物浓度，极大地提高了生物降解能力，经膜分离之后出水质量高，可达生活杂用水水
2、质标准(CJ25.1 89)。 (2)工艺参数易于控制。膜生物反应器内可以控制较长的 SRT，使世代时间较长的硝化菌得以富集，提高硝化效果同时，膜分离技术使废水中的大分子难降解成分，在有限体积的生物反应器中有足够停留时间，从而达到较高去除率。 (3)设备紧凑，占地少。由于生物反应器内污泥浓度高，容积负荷可大大提高；而且，一体式膜生物反应器还可使设备更加紧凑。 (4)易于自动控制管理 膜分离单元不受污泥膨胀等因素的影响，易于设计成自动控制系统，便于管理。 2、工艺上的两级复合式脱氮膜生物反应器 在复合淹没式中空纤维膜生物反应器将多种污水处理工艺包含在简单的装置中，并在 A/O 系统中实现了 A2
3、/O 的运行。张军等人2在研究中发现膜生物反应器在去除有机污染物的同时可有效去除氮、磷，但必须控制好反应器内的运行条件：温度控制在 2530，DO 为 46mg/L,营养比为 BOD5：TN:TP=100:5:1，进水 PH 为中型或碱性。出水效果好，由于硝化反应要消耗碱度，出水 PH 值略高，系统对 NH3-N 的去除率可高达 97，对磷去除率为 70 。 该装置系统工艺流程如下图中的流程所示。 同时泥龄长可能使微生物的代谢产物或其他大分子物质积累，从而抑制硝酸盐细菌的活性，导致 NO2-积累而有利于短程脱氮的进行，但泥龄过长也会影响亚硝酸盐细菌的活性，从而影响对氨氮的处理效果。 运行初期在
4、保证一定温度、pH 值、DO 的条件下，进水氨氮240mg/L 时的出水氨氮均为 5mg/L 以下，达到了很好的氨氮去除效果。春季硝化启动后系统进、出水氨氮的变化见图 2，相应的污泥负荷与污泥浓度的变化见图 3。 该系统的硝化具有以下几方面的特点：(1)强化了对氨氮的去除。(2)短程脱氮。 3、传统工艺上的单级脱氮膜生物反应器 序批式膜生物反应器反应步骤为：进水搅拌、缺氧反应、好氧反应（同时出水） ，有的工艺流程在好氧反应后加一步缺氧反应再曝气出水。此发应器在具有普通膜生物反应器的优点的同时，还具有序批式活性污泥法的优点，进水后反应器内的溶解氧浓度从曝气出水时的 46mg/L 迅速降至 0.5
5、1mg/L，可有效避免了传统前置反硝化膜生物反应器中的氧可能连续进入反硝化区的弊端。有利于污水脱氮。 4、间歇式曝气单级 MBR 脱氮工艺 该工艺与序批式膜生物反应器不同点在于其缺氧、好氧间歇运行时间很短，进水即可以是连续进水也可以间歇进水。 5、MBR 同步硝化和反硝化脱氮工艺 膜生物反应器中而维持的污泥浓度可高达 500030000mg/L，而 DO是影响同步硝化、反硝化的一个限制条件，硝化是在好氧下发生的，而反硝化是在缺氧或厌氧条件下发生的，但在对 DO 实行控制的条件下，可同时在污泥颗粒的不同部位形成好氧区和缺氧区，这样便具有了同步硝化反硝化的条件。试验装置见图 邹联沛等人在控制混合液
6、中溶解氧浓度为6mg/L、3mg/L、1mg/L、0.5mg/L 时研究了污泥絮体同时硝化和反硝化的效果和机理。 研究表明膜生物反应器中，MLSS 为 8 000 mg/L9 000 mg/L，温度为 24 ，进水 COD、NH3-N 分别为 523700 mg/L 和 17.2424 mg/L 的相对稳定的条件下，在 DO 为 6 mg/L 左右，时对 COD、NH3-N 的去除率都非常高，但对 TN 的去除率不是很高。DO 为 3 mg/L 左右时对 COD、NH3-N的去除率仍很高。由于 DO 的下降，TN 的去除率略有上升。DO 为 1 mg/L左右时，对 COD、NH3-N、TN 的
7、去除率都很高，同步硝化反硝化在反应器中起到了很好的作用，这一条件为本试验的最佳条件。DO 为 0.5 mg/L 左右时，对 COD、NH3-N、TN 的去除率很不稳定。并在此基础上首次提出了在单级好氧反应器中控制 DO 可发生短程硝化反硝化生物脱氮的机制。 6、膜生物反应器中影响脱氮的因素 6.1 温度 温度对生物硝化和反硝化均有较大影响。硝化菌适宜的生长温度在2530之间，反硝化最适宜的运行温度为 1535。 6.2 DO 反应器内 DO 浓度对硝化反应速度及硝化细菌的生长速率均有极大的影响，但普遍认为 DO2.0mg/L 时，DO 浓度对硝化作用的影响可不予考虑。为了保证膜表面不会产生浓差
8、极化，将 DO 控制在 46mg/L，因此，DO 不会成为限制硝化的因素。但由于厌氧环境有限，除磷效果不理想，且出水中硝态氮含量稍高。 6.3 pH 值 pH 是影响硝化和反硝化作用的重要环境因素之一。生物除磷合适的pH 范围为中性或微碱性，在此条件下，硝化和反硝化过程迅速。硝化反应每氧化 1g 氨氮要消耗碱度 7.14g(以 CaCO3 计)，每还原 1gNO-3-N 产生3.5g 碱度(以 CaCO3 计)，对于一般污水的硝化反应来说，碱度往往是不充足的。在污泥停留时间长的情况下，每去除 1gBOD5 可产生 0.3 g 碱度，从而对硝化引起的 pH 值的降低具有缓冲作用。另外，复合系统较
9、大的曝气量可以吹脱微生物氧化有机物产生的 CO2，使 CO2+H2OHCO3+H+的电离平衡向左进行，也能削弱 pH 值的降低。 6.4 碳源 一般认为，当废水中所含碳(BOD5)、氮比值大于 3：1 时，无须外加碳源即可达到脱氮的目的。研究表明，进水 CODCr 浓度会影响厌氧放磷，当进水 TKN/CODCr0.1 时，反硝化完全，除磷效果好。 6.5 微生物活性 系统运行初期在未受到冲击负荷、温度和 pH 值的影响时氨氮去除率很高，硝化效果良好；随着运行时间的增加和污泥浓度的升高，死亡后的细胞残留物和微生物代谢产物在反应器内的浓度逐渐积累升高，而这些物质大部分为高分子物质，在反应器内积累到
10、一定程度就会对硝化产生抑制。由于硝酸盐细菌对环境比亚硝酸盐细菌敏感，因而硝酸盐细菌的活性几乎完全被抑制，出水中 NO3-N 含量很低，从氨氮的去除情况来看，亚硝酸盐细菌也受到了影响。 7、结论 膜生物反应器技术运用于污水除磷脱氮已经引起了人们的关注。而膜生物反应器技术与脱氮技术的有机结合运用证明，这是一种高效可靠有着发展前景的技术。随着制膜工艺的改进，以及人们对膜生物反应器机理的进一步掌握，该项技术势必在污水除磷脱氮领域发挥着越来越重要的角色。 参考资料： 1国维等，膜生物反应器在污水处理中的研究和利用， 化工工业出版社 2张军等，复合淹没式膜生物反应器脱氮除磷效能研究，中国给水排水 2000 年第 8 期 3耿琰等，SMSBR 反应器去除焦化废水中的氨氮，中国给水排水，2002 年 第 7 期 4中空纤维膜生物反应器污水处理系列装置研究， “九五”国家科技攻关计划项目 5邹联沛等，MBR 中 DO 对同步硝化反硝化的影响，中国给水排水，2001 年 第 6 期
