MBBR处理中低温生活污水动力学研究

2015年5月綠色科技Journal of Green Science and Technol第5期MBBR处理中低温生活污水动力学研究王京城(辽宁省环境科学研究院,辽宁沈阳110161)摘要:采用MBBR处理中低温生活污水,根据实验数据分析计算了有杋物、总氮、总磷的最大降解速率和饱和常数,为工艺设计和操作提供参考。关键词:MBBR;中低温;动力学中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:16749944(2015)05-0182021引言Menten酶反应关系,可以用下式表示移动床生物膜反应器(MBBR)作为一种新型的污水处理技术,以其低能耗、低投资、维护管理简单的特性x, s dt ma k,+s在水污染治理中被逐步认可并推广。移动床生物膜反即应器的研究方向主要包括生物膜载体的开发与改良,微ds X,Ks+S生物的附着与膜机理的研究,反应器工艺的改善、动力式中:t为底物的比降解速率(d-1);dSdt为底物学研究等。本实验采用MBBR处理中低温度生活的降解速率(mg·d);X为混合液挥发性污泥浓度污水探讨污水中有机物、总氮、总磷的降解动力学,以( MLVSS)(mgL);S为残存在混合液中的底物浓度期为今后的工程应用、工艺设计及操作过程提供参考。(mg);tm为底物的最大比降解速率(d-1);Ks为饱2材料与方法和常数(mgL)。当底物浓度较高时,即S>Ks,在式(1)和(2)分母(1)试验用水。以某单位化粪池污水为处理对象,中的Ks与S相比可以忽略不计,则式(2)可写成水质如表1所示d表1污水的成分NH-N指标(L)(mgAL)m)AmL)PH值x式中tm是常数。从式(3)可知,在高底物浓度下,底物降解速率达到最大,降解速率与底物浓度无关,呈零级反应关系式。(2)试验装置。研究用试验装置主体结构为有机玻当底物浓度较低时,即S≤Ks,在式(1)和(2)分母璃制作,固定在铁架上,反应池的长度为40cm,宽度中的S与K相比可以忽略不计,则式(2)可写成40cm,高为91cm,总有效体积达0.1456m3。初沉池与沉池均为竖流式沉淀池。曝气装置采用的是微孔曝K气。MBBR工艺流程图及实图,如图1所示。从式(4)可知,底物降解速率遵循一级反应,底物的含量已成为制约降解速率的因素移动床生物膜反应器动力学研究模型可表示为图2中模型图2MBBR动力学研究模型1水槽2蠕动泵3初沉池4空气泵5.转子流量计6.二沉池7填料8曝气装置9筛网其中:Q为进水量(mh);S为进水中污染物浓度图1试验装置(mg/L);S为出水中污染物浓度(mgL);X。为进水中挥发性污泥浓度( MLVSS)(mgL);X为出水中挥发3结果与讨论性污泥浓度( MLVSS)(mg/L)。中国煤化工时,假设整个系统是稳3.1基质降解动力学定的单位污泥降解有机物的速度(υ),根据 Michaelis微生CNMHG的物料是充分混合的收稿日期:2015-03-12基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(编号:2012zx07202-003)资助作者简介:王京城(1981—),男,黑龙江牡丹江人,工程师,主要从事水污染控制技术研究工作182王京城:MBBR处理中低温生活污水动力学研究环境及保护MBBR出水中微生物含量少,可忽略不计,X。=0;反应0.40器内微生物浓度被认定为常数。本实验中MBBR为单0.35y5.31334x+0.13562级反应装置,系统的物料平衡式为0.30R=0.95573egsegSds(5)将式(5)整理后得出ds s-s(6)0.05其中:0为水力停留时间(d)。根据公式(1)、(2)和(6)可以推出以下方程式(1/Se)/(mg/L)1_K,11(7)图3有机物降解动力学常数回归曲线由公式和=x.d,可得出y=5335815x+2281683.2各污染物降解动力学的研究进水COD浓度400mg/L,NH一N浓度为40mgL,曝气量为320L/h,挥发性污泥浓度通过马福炉在600℃灼烧测得,填料填充率为40%,考察不同水力停留时间下,各污染物降解动力学的参数0020002200240.02600280.03000320.034通过调节水力停留时间取不同的θ,得到不同的Se(1/Se)(mg/L)值,可获得一系列1/v、1Se数据,计算数据如表2、表图4TN降解动力学常数回归曲线3、表4所表2有机物降解动力学常数测定a/d So/(mg/L) Se/(mg/L) Xv/(mg/L)1/Se/(mg/L)1/v/d34y=67.56763x+4.560140.1670.154253R2=0958070.009780.014620.41226.3表3TN降解动力学常数测定50mse/mA)“Av/(mg/L) 1/Se/(mg/L)1/v/d40.0241543.6737010280300.320340.3603804004204404638226.30.0261783.640478(1/Se)/(mg/L)0.4135.800.02793图5TP降解动力学常数回归曲线表4TP降解动力学常数测定d/d So/(mg/L) Se/(mg/L) Av/(mg/L)I/se4结语226.30.301205本文探讨了MBBR处理中低温城市生活污水的动226.30326156090学。通过底物比降解速率与底物浓度之间的关系式-8—48求出不同填料填充率下,有机物、总氮、总磷的相关动力学系数Ks,max。对工艺设计和操作过程具有借鉴意根据表2、表3、表4,绘制1/v~1/Se关系图,即线义性回归方程,见图3、图4、图5。图中直线的斜率为Ksmax截距为1/max值。由此可计算出Ks和max的参考文献值,见表5。]荆洁颖,李文英.移动床生物膜反应器污水处理工艺的研究现状表5动力学常数及展望,煤化工[J].2008,36(4):23~2动力学常数7.3735440.4382740.219292中国煤化工理废水研究[D上海:上海Ks/(mg/L)[3]张CNMHG污水去除污染物的特性研究J].水处理技术,2009,35(10):91~9183