关于mbbr处理模拟城市污水的动力学研究

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1、MBBR处理模拟城市污水的动力学研究王添添，陈雪松，薛建银(浙江树人大学生物与环境工程学院310015)摘要：采用MBBR反应器处理模拟城市污水，通过实验研究污水中CODCr、氨氮和总磷的降解动力学。根据实验数据分析计算CODCr、氨氮和总磷降解的最大比降解速率Cmax(d-1)和饱和常数Ks值，判断污水中CODCr、总磷和氨氮的硝化反应的降解动力学反应级数以及降解效果，并为城市污水处理的工艺设计和操作过程提供借鉴与参考。关键词：MBBR法；CODCr；氨氮；总磷；降解动力学0前言城市污水主要污染物包括有机物(CODCr)、氨氮和总磷等物质，碳氮比

2、偏低。采用传统的硝化反硝化工艺处理比城市污水时，因碳源不足，脱氮效率较低。MBBR法是在反应器中投加一定量的填料，该填料的比重与水相近，故能悬浮在水中。悬浮填料在水中的碰撞和剪切作用使气泡更加均匀细小，提高了氧的利用率，而且填料能充当微生物生长的载体，使微生物吸附在填料表面随着填料的流化进行自由移动并与水体进行充分的接触。MBBR应用范围广泛，近年来国内外学者针对MB-BR处理生活污水和工业废水等方面做了大量试验研究，均取得了较好的结果[1-5]。本实验采用人工配制城市污水驯化活性污泥，探讨城市污水中有机物(CODCr)、氨氮和总磷降解动力学，以期

3、为低碳氮比城市污水的工艺设计和操作过程提供借鉴与参考。1实验部分1.1模拟城市污水水样的配制模拟城市污水的成分配比见表1。1.2污泥的驯化方法与反应器的启动1)将接种污泥加5L入反应器中闷曝24h(即只曝气，开始时在反应器里放满CODCr浓度在200~300mg/L的水，加泥，曝气)后，停止曝气进行沉淀，将水排出(如有污泥将污泥回流到反应器中)，换水再曝气24h(只曝气)。2)第三、四天开始进水CODCr控制在200~300mg/L，污水停留时间为20h。3)第五、六天开始进水CODCr控制在300~500mg/L，水在反应器停留时间为20h。4)

4、每天回流污泥1次，进行培养驯化。15天后CODCr和氨氮去除率均趋于稳定，污泥中出现后生动物，启动完成。在污水处理系统主要依靠细菌起净化和絮凝作用，而原生动物和后生动物靠吞噬可溶性有机物和游离的细菌生存的状态下。这些微生物在活性污泥上形成了食物链和相对稳定的生态系统。1.3实验仪器MBBR实验装置、蠕动泵、CODCr恒温加热器、高压消解锅、紫外分光光度计。1.4实验内容每天以不同浓度的CODCr模拟废水(约20L)为进水，调节一定的曝气流量，通过蠕动泵调节水力停留时间(H分别取20h、18h、16h、12h、10h、8h、6h、4h)，隔天回流污泥

5、和取出水水样，分别测定在不同有机物浓度下，不同停留时间下，CODCr、氨氮、总磷的含量。1.5分析项目与方法CODCr：重铬酸钾法；氨氮：纳氏试剂比色法；pH：酸度计；总磷：钼酸锑分光光度法。2结果与讨论2.1基质降解动力学Monod认为可以使用(Michaelis.Menten)公式来描述微生物增殖速度和基质浓度之间的关系，他提出底物的比降解速度与底物浓度之间的关系式：C=CmaxS/(Ks+S)(1)式中，C为微生物比降解速率(d-1)；Cmax为最大比降解速率(d-1)；S为混合液中的底物浓度(mg/l)；Ks为饱和常数，即当C=1/2Cma

6、x时的底物浓度。改写式(1)，可得1/C=Ks/(CmaxS)+1/Cmax对连续运行的MBBR系统，在研究有机物降解反应动力学时，我们做如下假设：整个处理系统处于稳定状态；进水基质是可溶性的且浓度不变，也不含微生物群体；反应器内的物料是全混均质的。对MBBR系统进行物料衡算，可得：C=(So-S)/(H6)(2)式中，So为进水有机物浓度；S为出水有机物浓度；X为微生物浓度；H为水力停留时间。用实验的方法，改变H可以得到相应的S，根据式(2)可求得与S对应的一组C，再按式(1)作图，可从直线的截距和斜率，求得Cmax和Ks值。在式(1)中，当S>

7、>Ks时，式中Ks可忽略，C=Cmax，基质降解呈零级反应关系。当S<

8、以判断CODCr、总磷和氨氮的降解否遵循零级反应动力学或一级反应动力学。其中S0为进水有机物浓度；Se为出水有机物浓度；X