SBR反应对焦化废水中NH3-H作的去除研究
1 前言
焦化废水含有大量的有毒难降解物质和较高的含氮量，传统的生物处理往往工
流程较长，处理效果较难达到要求。膜生物反应器（Membrane Bioreactor）是通过膜分离强化生物处理效果的组合工艺。由于膜的截留作用，微生物不随出水流失，同时大分子难降解物质和微生物代谢产物也保留在反应器内，其中有些物质可能对微生物生理活动产生一些影响，使得膜生物反应器在NH3-N的去除中，具有不同于普通活性污泥法的性质。本试验通过一年多的运行，研究了在较长泥龄条件下，膜生物反应器对焦化废水中NH3-N的去除特点，并探讨了NH3-N去除的影响因素。
2 试验材料和试验方法
2.1 试验装置及材料
试验采用一体式膜生物反应器进行研究，试验装置如图1所示。反应器容积15L，膜组件采用PVDF中空纤维微滤膜，孔径0.15μm，膜面积0.22m2。
2.2 运行条件
生物反应器的运行方式分为两阶段。
阶段一：从1999年9月27日起的310天采用缺氧—好氧工艺运行，运行周期为24h，其中缺氧进水6h，曝气反应15h，膜排水2h（排水量11L），闲置1h。
阶段二：2000年8月2日～9月23日（第311天～364天）为缺氧—好氧—缺氧方式运行（9月2日～23日排水量减为8L），周期仍为24h，缺氧进水3.5（3）h，曝气15h，缺氧搅拌3.5（4.5）h，曝气排水2（1.5）h。
试验期间除分析少量取泥外，污泥增长缓慢，基本不排泥。经核算，泥龄为600天。
2.3 膜组件运行情况
排水采用恒通量方式，即固定排水量为0.14L/min，随着混合液浓度提高和膜面污染物的沉积，抽吸压力逐渐上升。为控制膜污染引起的压力上升。设定抽吸10min，停歇5min，整个排水期分为8个周期。膜组件下部曝气和膜组件的垂直运动，在膜表面产生水流剪切作用，使吸附于膜面的污染物部分脱落，缓解压力上升。排水完毕，将膜组件用进水清洗后，冲洗水返回反应器内，膜用出水浸泡。系统运行一年多，未进行化学清洗，运行稳定。
3 试验结果及分析
3.1 硝化效果的影响因素
运行过程中，在保证温度、pH、溶解氧的条件下，进水NH3-N小于24mg/L时，出水NH3-N均小于5mg/L。春季，硝化启动后，系统进出水NH3-N变化见图2。
系统受到以下因素影响较大：
3.1.1 冲击负荷的影响
由图2分析，当进水NH3-N浓度突然升高，系统对NH3-N去除效果明显下降，污泥负荷甚至出现负值（这是因为异养菌受冲击负荷影响比硝化菌小，进水中的有机氮继续被异养菌转化为NH3-N，从而使出水NH3-N高于进水），需要经过一段时间（5天以上）才能恢复。
系统耐冲击负荷的能力较差，主要由于反应器内微生物多数呈分散生长，相对于传统活性污泥法中的污泥絮体中集中生长的微生物来讲，抗冲击负荷的能力要差。
3.1.2 pH值的影响
系统对NH3-N的处理效果与出水pH值密切相关，图3为进水NH3-N为122mg/L左右时，出水NH3-N浓度与pH的关系。当pH大于8.1时，出水NH3-N才能降至10mg/L。同时，在试验中发现进水NH3-N浓度越大，要保持处理效果，要求出水pH越高（见表1）。
