內循環(huán)折流式生物膜反應器的開發(fā)和應用.pdf

1、水是維系生命與健康的基本需求，地球雖然有70.8％的面積為水所覆蓋，但是淡水資源卻極其有限。水資源短缺和水環(huán)境污染已經(jīng)嚴重影響和制約了我國社會領域各個方面健康快速發(fā)展，考慮到我國水資源危機的現(xiàn)狀，尤其是在社會對水資源量要求增加而水資源量有限的前提下，人們在開發(fā)水資源的過程中需要將工作重心轉移到水環(huán)境污染的控制與治理方面，污水回用或無害化排放是當務之急。然而常規(guī)的生產生活污水，受污染的河流、湖泊水的污染物濃度相對不高，但卻涉及到生產生活等

2、相關領域的各個方面，并且待處理量較大，已經(jīng)引起有關部門的重視。從社會的可持續(xù)發(fā)展及人們的健康角度出發(fā)，地表水修復已經(jīng)是勢在必行。
　　本課題綜合了物理、化學、材料科學、微生物學以及環(huán)境科學等領域，開發(fā)了一種內循環(huán)折流式生物膜反應器，該反應器實現(xiàn)了諸項技術的集成，實現(xiàn)硝化與反硝化集中為一體。能在較低C/N比的條件，也能實現(xiàn)COD和TN的有效去除。同時，在小試的基礎上開展起來的中試實驗，能有效修復受嚴重污染的地表水（劣Ⅴ類地表水修復為

3、Ⅲ類水體），為以后反應器的開發(fā)和利用提供更好的實踐基礎。本研究的實驗結果如下:
　　(1)本實驗采用的多孔陶瓷載體，具有良好的微生物附著能力，能夠有效的形成較好的微生物的群落。為以后的生物膜載體技術的發(fā)展提供了很好的依據(jù)和方向。
　　(2)實驗中采用的內循環(huán)折流式生物膜反應器相比本課題組之前開發(fā)的氣升式內循環(huán)生物膜反應器，硝化反硝化能力以及處理量具有一定的提高，同時運行成本有所降低。具有良好的市場前景，能夠為以后的反應器開發(fā)

4、研究打下堅實的基礎。
　　(3)氨氮(NH4+-N)，總氮(TN）和硝態(tài)氮(NO2--N和NO3--N)的去除符合分數(shù)級動力學，在一定范圍內隨著C/N的增加，反應速率在逐漸加快。
　　(4)反應器具有良好的反硝化功能，在C/N為20∶1時，NO3--N的去除速率達到最大5mg/(L·h)。TN的的去除速率達到最大4.35mg/(L·h)。雖然與厭氧環(huán)境中最佳去除速率相比，該反應器還具有一定的差距，主要是因為1，反應器沒有形成

5、完全的厭氧環(huán)境，2，反應器馴化過程中同時存在硝化菌群和反硝化菌群。注:反硝化最佳去除速率:在C/N為6∶1時，NO3--N的去除速率達可達到9.26mg/(L·h)。
　　(5)反應器具有良好的同步硝化反硝化功能。在C/N比為5∶1的情況下，有效去除水中的氨氮(NH4+-N)和總氮(TN)。而硝態(tài)氮(NO2--N和NO3--N)沒有增加。說明反應器具有同步硝化反硝化(SND)功能
　　(6)反應器在運行過程中，有可能存在同步

6、硝化反硝化(SND)與厭氧氨氧化(Anammox)共存的現(xiàn)象。因為在C/N為2∶1甚至1∶1時，NH4+-N能夠得到有效的去除，而NO2--N和NO3--N都沒有增加。根據(jù)文獻，僅從電子平衡角度，每去除1mgN/L至少2.38mgC/L。實際中C源不僅需要作為電子供體為反硝化提供電子，實際上還需要為微生物的新陳代謝以及生長繁殖提供能量。
　　(7)中試條件下的內循環(huán)折流式生物膜反應器和氣升式內循環(huán)生物膜反應器的組合工藝，對地表水的