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近年来水体富营养化问题越来越严重,氮磷元素与含碳有机物的浓度逐渐升高,城市污水处理厂必须考虑同时去除有机物和氮磷元素。但就目前我国的经济水平、技术水平、管理水平和人多地少的现实来看,研究开发一种简易、高效、低能耗的脱氮除磷新工艺便成了当务之急。复合式生物膜反应器的研究与开发正是基于上述考虑,通过在反应器中投加填料增大反应器内的生物质浓度,将传统活性污泥法和生物膜法结合起来,使其具备活性污泥法和生物膜法的优点又互相弥补其缺点,优化污染物的去除效果。
本试验采用人工配制的废水,进行复合式生物膜序批式反应器对污染物,尤其是营养物去除规律的试验研究,同时将其与传统SBR反应器对相应污染物的去除性能进行了比较。主要考察了在室温条件下不同运行周期、泥龄、溶解氧条件下,两种系统去除有机物和脱氮除磷的效能和规律。结果表明,当填料填充容积占反应器总有效容积的20%,运行周期为6h,工况安排为进水15min,厌氧150min,好氧135min,静沉45min,排水15min时,复合式生物膜反应器对有机物、氮、磷的去除率达到最高。其中,好氧阶段污水中溶解氧浓度保持在6.0±0.2mg/L,整个反应周期内混合液pH6.7~7.5,泥龄为24d,污泥浓度为9.26g/L。在此条件下,复合式生物膜反应器TN平均进水、出水浓度是47.2mg/L、9.9mg/L,平均去除率是79.2%,TP平均进水、出水浓度是11.25mg/L、0.2mg/L,平均去除率是98.2%;其中生物膜对TN和TP去除的贡献率分别为46.6%和19.9%。相比而言,相同条件下传统SBR反应器对氮、磷的去处效果较差,TN平均进水、出水浓度是56.3mg/L、13.1mg/L,平均去除率是76.7%,TP平均进水、出水浓度是11.9mg.L、0.95mg/L,平均去除率是92.6%。
复合式生物膜反应器具有很好的去除有机物和脱氮除磷的能力。由于采用序批式操作,反应区和沉淀区一体化、所以占地面积小、基建投资低。同时,由于复合式系统的产泥量少,所以运行费用低,管理方便。因此,在中小城镇污水处理厂中具有较好的应用推广价值。