A／O—MBBR工藝處理低濃度城鎮(zhèn)污水研究

鄒敏， 吳劍， 王媛， 蔣永偉， 曹蕾
(江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院，江蘇南京210036)

摘要： 采用A／O—MBBR工藝處理低濃度、低C／N值城鎮(zhèn)污水，著重考察了載體投加位置
及溫度對硝化及反硝化的影響。當(dāng)生化系統(tǒng)的水力停留時間為12 h、回流比為300％、好氧池DO
為2．7～7．0 mg／L、K3型生物懸浮載體投加量為好氧池總池容的11％時，在正常水溫下，投加在好
氧池前端和后端的裝置對氨氮的平均去除率分別為95．7％和92．6％，對總氮的平均去除率分別為
22．4％和9．1％，且投加在好氧池前端比投加在后端的抗氨氮沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；在6．3～10．5℃低
溫下，系統(tǒng)仍保持了較高的氨氮去除率，載體投加在好氧池前端時對氨氮的平均去除率為82．9％
比投加在后端高8％左右。
關(guān)鍵詞： A／O—MBBR工藝； 低濃度污水； 低C／N值； 溫度
中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000—4602(2013)09—0009—04
A／O——MBBR Process for Treatment of Low--concentration Municipal Sewage
Abstract： A／O—MBBR process was used to treat lOW—concentration and lOW C／N municipal sew—
age．The influence of carrier dosing point and temperature on nitrification and denitrification was investi—
gated．Under normal water temperatures，the average removal rates of anunotlia nitrogen by dosing cam—
ers at the front-end and back—end of the aerobic tank were 95．7％and 92．6％．respectively．The C01Te·
sponding average removal rates of TN were 22．4％and 9．1％．respectively．These results were obtained
when the hydraulic retention time in the biochemical system was 1 2 h，reflux ratio was 300％，DO in aer—
obic tank was 2．7 to 7．0 mg／L．a(chǎn)nd dosage of K3 suspended biological carrier was 1 1％of aerobic tank
volume．The resistance to ammonia nitrogen shock loading by dosing carriers at the front—end was higher
than at the back—end of the aerobic tank．Under low temperatures of 6．3 to 1 0．5℃．the system still
maintained a high ammonia nitrogen removal rate．The average removal rate of ammonia nitrogen by do—
sing carriers at the front—end of the aerobic tank was 82．9％．which was 8％higher than at the back—end．
Key words： A／O—MBBR；low-concentration sewage；low C／N ratio；temperature
目前國內(nèi)不少城鎮(zhèn)污水處理廠因管網(wǎng)建設(shè)滯后
等原因，存在進(jìn)水濃度偏低現(xiàn)象，這給污水處理廠的
正常、穩(wěn)定運行帶來一定困難。而生物移動床技術(shù)
(MBBR)不僅適用于低濃度污水的處理⋯2I，在低溫
下也可獲得良好的處理效果、3。J。而且，沖擊負(fù)荷、
溫度變化、污水成分變化等對MBBR的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)
小于活性污泥法㈨。筆者針對太湖流域某污水廠
低濃度、低C／N值的原水水質(zhì)特征，采用A／O一
基金項目：國家水體污染控制與治理科技重大專項(2008ZX07101—003)
萬方數(shù)據(jù)
第29卷第9期中國給水排水
MBBR工藝對其進(jìn)行處理，著重考察了生物懸浮載
體的投加位置及水溫對硝化及反硝化脫氮效果的影
響。
1材料與方法
1．1 試驗裝置
試驗裝置共2套，采用A／O—MBBR工藝，工藝
流程見圖1。A／O試驗槽總有效容積為60 L，其中
缺氧區(qū)(A段)的有效容積為10 L，好氧區(qū)(O段)的
有效容積為50 L。將好氧區(qū)分為容積相同的3格，
單格容積為16．67 L。1 4和2”試驗槽使用K3型生
物懸浮載體，投加量約為5．5 L，占好氧池總有效容
積的11％，分別投加在第一格和第三格(圖1中所
示的生物懸浮載體投加在好氧池第一格)。
原水槽進(jìn)水計量A／O試驗槽回流計量槽沉淀槽
圖1 A／0一MBBR試驗裝置示意
Fig．1 Schematic diagram of A／O—MBBR
K3型生物填料的規(guī)格為025 mm x 10 mm，材
質(zhì)為高密度聚乙烯，密度為0．95～0．96 g／cm3，堆積
個數(shù)為11．7×104 4-／m3，有效比表面積為500
1332／m3．
試驗在常州市武進(jìn)區(qū)某污水處理廠現(xiàn)場進(jìn)行。
裝置置于室外，進(jìn)水溫度隨季節(jié)變化。試驗分兩個
階段，第一階段為正常水溫試驗，為2010年8月23
日一10月21日，水溫在25～32℃之間；第二階段
為低溫試驗，時間是2010年12月，水溫為6．3～
10．5℃。進(jìn)水量為5 L／h，回流量為15 L／h，HRT為
12 h，好氧池的DO為2．7～7．0 mg／L。
1．2試驗水質(zhì)
試驗水質(zhì)見表1。
表1原水水質(zhì)
Tab．1 Raw wastewater quality mg·L一1
項目COD TN NH。一N TP
m-I范m 28．8～267．5 7．00一56．14 3．19～40．83 0．61～1．93
階段均值74．26 22．43 17．18 1．08
第二陋圍95．3～221．1 25．7l～55．52 14．62～54．61 1．31～2．54
階段均值121．22 39．91 33．37 1．84
試驗用水取自該污水處理廠的集水池，該污水
處理廠主要接納鎮(zhèn)區(qū)及周邊村莊的生活污水和少量
工業(yè)廢水，由于污水管網(wǎng)建設(shè)相對滯后等原因，進(jìn)廠
原水的有機(jī)物濃度偏低，但總氮、氨氮濃度相對較
高，呈現(xiàn)低碳高氮的水質(zhì)特點，平均C／N值為3．31；
冬季污水濃度略高，但平均C／N值更低，為3．04。
1。3接種污泥和裝置啟動
接種污泥取自該污水處理廠曝氣池的混合液，
每組裝置一次性投加60 L。投加污泥后開啟進(jìn)水、
曝氣及污泥回流，使懸浮填料掛膜，約20 d后掛膜
完成。
1．4檢測方法
總氮、總磷、氨氮、硝態(tài)氮和COD分別采用過硫
酸鉀氧化一紫外分光光度法、鉬銻抗分光光度法、納
氏試劑分光光度法、紫外分光光度法和重鉻酸鉀法
測定，pH值、DO、溫度分別采用便攜式pH計、溶氧
儀和溫度計測量。
2結(jié)果與討論
2．1 第一階段試驗
2．1．1對氨氮的去除
正常水溫試驗期間2組裝置的進(jìn)、出水氨氮濃
度見圖2。
】5 9 13 17 2l 25 29 33 37 41
t／d
圖2正常水溫下裝置的進(jìn)、出水氨氮濃度
Fig．2 Ammonia nitrogen concentration in influent and
effluent under normal temperature
由圖2可知，2組裝置的硝化效果均較好。其
中，1”裝置出水氨氮在0．014～6．89 mg／L之間，平
均值為0．74 mg／L，平均去除率達(dá)到95．7％；28裝置
出水氨氮在0．014～10．76 mg／L之間，平均值為
1．27 mg／L，平均去除率達(dá)到92．6％。由此可見，將
生物懸浮載體投加在好氧區(qū)的前端比投加在后端的
硝化效果要好。此外，1”裝置的耐氨氮沖擊負(fù)荷能
力優(yōu)于2”裝置，在10月6日當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度快速上
升時，2。裝置的出水氨氮濃度較1 8裝置高，且連續(xù)3
·10·
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鄒敏，等：A／O—MBBR工藝處理低濃度城鎮(zhèn)污水研究第29卷第9期
d在5 mg／L以上，最高達(dá)10．76 mg／L；而1。裝置僅
有1 d的氨氮濃度高于5 mg／L，為6．89 mg／L。
2．1．2對總氮的去除
正常水溫試驗期間2組裝置的進(jìn)、出水總氮濃
度見圖3。
圖3 正常水溫下裝置的進(jìn)、出水總氦濃度
Fig．3 Total nitrogen concentration in influent and effluent
under normal
temperature
由于碳源不足，2組裝置的脫氮效果均較差。
其中，1 4裝置出水總氮在7．83～40．93 mg／L之間，
平均值為17．41 mg／L，平均去除率為22．4％；2”裝
置出水總氮在9．78～42．26 mg／L之間，平均值為
20．39 mg／L，平均去除率僅為9．1％。由此可見，將
生物懸浮載體投加在好氧區(qū)的前端比投加在后端的
脫氮效果要好，這是因為好氧池前端的有機(jī)物濃度
高，反硝化可獲得相對較多的碳源。原水平均C／N
值為3．3l，如出水總氮濃度要達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理
廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918～2002)的一級A標(biāo)
準(zhǔn)，則需補充碳源。
2．2第二階段試驗
第二階段試驗的最低水溫為6．3℃，最高為
10．5 qC，12月10日以后水溫均在8℃以下。
2．2．1 對氨氮的去除
低溫試驗階段2組裝置的進(jìn)、出水氨氮濃度見
圖4。低溫條件下，2組裝置較前期正常溫度下的硝
化效果有所下降，但仍保持了較高的去除率。這主
要是由于有機(jī)物濃度較低，使得COD容積負(fù)荷只有
0．24 kg／(ITl3·d)，且好氧池保持較高的DO濃度，
而溶解氧對去除氨氮的影響較大∞j。其中，1。裝置
出水氨氮在0．22～23．48 mg／L之問，平均值為5．69
mg／L，對氨氮的平均去除率達(dá)到82．9％；2”裝置出
水氨氮在0．94～32．99 mg／L之間，平均值為8．43
mg／L，平均去除率為74．7％。和前期正常水溫試驗
的結(jié)果一樣，將生物懸浮載體投加在好氧區(qū)的前端
比投加在后端的硝化效果要好。從圖4可知，即便
水溫<8℃，在進(jìn)水氨氮濃度為14．62～36．35 mg／L
(平均濃度為28．08 mg／L)時，1 4裝置出水氨氮濃度
仍低于5 mg／L，比同期24裝置的去除率高8％左右。
60
，50
皂40
要30
鬈20
10
0
l 4 7 10 13 16 19
￡／d
圖4低溫下裝置的進(jìn)、出水氨氦濃度
Fig．4 Ammonia nitrogen concentrafion in influent and
effluent under low temperature
2．2．2對總氮的去除
低溫試驗階段2組裝置的進(jìn)、出水總氮濃度如
圖5所示。
圖5低溫下裝置的進(jìn)、出水總氮濃度
Fig．5’110tal nitrogen concen仃afion in irtfluent and effluent
under low temperature
低溫條件下，1”裝置出水總氮在28．28～49．15
mg／L之間，平均值為36．29 mg／L，平均去除率為
9．1％，較正常水溫試驗的有較大幅度的下降；24裝
置出水總氮在27．67～53．47 mg／L之問，平均值為
36．58 mg／L，平均去除率為8．4％，較正常水溫試驗
結(jié)果略有下降。
1“和2”裝置出水的硝態(tài)氮濃度分別為25．89和
24．84 mg／L。通常，MBBR在低溫時也可取得較高
的脫氮效率。9 o，但原水的平均C／N值僅為3．04，遠(yuǎn)
低于韓喜蓮等¨叫研究得出的最佳C／N值(12)，故
脫氮效果不佳的主要原因是碳源不足。

3結(jié)論
①采用A／O—MBBR工藝處理某城鎮(zhèn)低濃
度、低C／N值污水，在正常水溫下，將生物懸浮載體


第29卷第9期中國給水排水Ⅵ—州．watergasheat．con


投加在好氧池的前端比投加在后端的脫氮效果好。
當(dāng)水力停留時間為12 h、回流比為300％、好氧池
DO為2．7～7．0 mg／L、K3型生物懸浮載體投加量
為好氧池池容的11％時，投加在好氧池前端和后端
的試驗裝置對氨氮的平均去除率分別為95．7％和
92．6％；而總氮受碳源不足限制去除率不高，投加在
好氧池前端和后端的平均去除率分別為22．4％和
9．1％。
②在正常水溫下，生物懸浮載體投加在好氧
池的前端比投加在后端的抗氨氮沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
③在6．3～10．5℃的低溫條件下，A／O—
MBBR工藝的硝化效果較正常水溫時有所降低，但
仍保持了較高的氨氮去除率，生物懸浮載體投加在
好氧池的前端時對氨氮的平均去除率為82．9％，比
投加在后端的高8％左右。
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作者簡介：鄒敏(1962一)， 男， 江蘇常熟人， 本
科， 高級工程師， 主要從事水污染控制技
術(shù)研究及環(huán)境工程設(shè)計。
E—mail：njzoumin@foxmai|．COIII
收稿日期：2012—12—21
·12·

第29卷第9期
2013年5月
中國給水排水
CHINAⅥ7ATER＆WASTEⅥ7ATER
V01．29 No．9
May 2013