圖3表示整套工藝進水NH4+-N、出水NH4+-N、NO3--N 、NO2--N 以及COD的降解率隨時間的變化情況。
本階段試驗說明了厭氧段進行到不同程度對膜生物反應器脫氮效率有不同的影響。在第10
d時,由于曝氣裝置出現故障,出水氨氮出現暫時性升高,但很快恢復。當系統穩定運行到35
d時,進水NH4+-N達到162.7
mg/L,進水COD為1813.3
mg/L,此時出水NH4+-N開始上升,最高達到37.8
mg/L,說明硝化能力受到抑制。這是由于降解COD的異養菌抑制了硝化菌的活性。從第40 d開始,將厭氧反應器的HRT延長到14 h,降低膜生物反應器的COD負荷,硝化能力逐漸恢復,第46 d時出水NH4+-N又降到10
mg/L左右。由此可看出,厭氧反應器對系統穩定運行有很好的調節作用。另外,由圖3還可看出系統的COD去除率、反硝化能力比較穩定。
2.3 COD/NH4+-N對整套工藝處理效果的影響
C/N比對微生物的生長和有機物的降解有重要影響。原水C/N比大約在10左右,可以看出在以上試驗條件下,系統有較好的降解有機物和氨氮的能力。本階段通過向5倍稀釋的原水中適當投加NH4HCO3和葡萄糖來改變C/N比,考察系統的處理能力。由圖4可以看出,本套工藝可以適應較寬的C/N比范圍。C/N比過大,則厭氧反應器緩沖,不至于對硝化菌過于抑制。C/N比過低,即氨氮負荷過高時,可發揮膜生物反應器特有的優勢(對硝化菌的截留作用),在C/N比為2.5時,進水NH4+-N已達到727.61 mg/L,COD和NH4+-N
的去除率分別在84.64%和81.21%,這一NH4+-N負荷已遠高于懸浮式硝化反應體系。
2.4 厭氧段對垃圾滲濾液可生化性的貢獻
續批式膜生物反應器中也出現厭氧狀態,但厭氧的強度,停留時間還遠遠不夠。前面的UASCB段將滲濾液厭氧酸化,從厭氧降解三階段理論來分析,水解酸化階段反應速度快,且酸化細菌適應能力強,經過充分厭氧酸化的滲濾液,后續降解更加容易,而且可減少有毒物質的影響。研究采用膜生物反應器中垃圾滲濾液的COD的去除率與好氧進水COD的比值△COD/CODin(令其為θ)來衡量可生化程度[3]。對比了經過UASCB和未經UASCB處理的垃圾滲濾液在膜生物反應器中COD的降解難易程度(控制膜生物反應器進水濃度及其他參數大致相同),運行結果見圖5。
由圖5可看出,當兩種情況下進液COD控制在1581.25~1700.27 mg/L時,經厭氧處理θ值在0.89~0.93,而未經厭氧處理θ值在0.76~0.81,即經厭氧處理后,垃圾滲濾液可生化性參數θ平均提高了0.12,提高幅度為15.2%。試驗結果表明,UASCB-SMBR串聯工藝,厭氧段明顯地提高了垃圾滲濾液的可生化程度,使后續處理更加容易,SMBR是厭氧段的修飾和系統總處理效果的保障。
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