摘要：將厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）與膜生物反應(yīng)器（MBR）組合的新型CAB-MBR反應(yīng)器用于處理生活污水，進(jìn)行亞硝化的啟動研究。研究期間，溫度為20~28℃，在HRT 為7.5 h、混合液回流比R1和R2分別為200%和100%，DO為1 mg/L的條件下，啟動運(yùn)行了50 d，系統(tǒng)穩(wěn)定后，NO2-出水濃度在4 mg/L以上，NO2-占NOx-總量的90%，短程反硝化效果良好。對 COD、NH4+-N、TN 和TP 的平均去除率分別為 94%、90%、75%和 80%，出水平均濃度分別為 25、3、9.5和0.7 mg/L。

傳統(tǒng)的生物脫氮過程需經(jīng)硝化和反硝化兩個階段，以NO3-為電子受體，耗氧量大并需大量消耗碳源。研究表明，反硝化可以以NO2-作為電子受體，節(jié)省硝化過程中的需氧量和反硝化過程的碳源，稱之為短程硝化反硝化過程。與此同時，反硝化聚磷菌也可利用NO3-作為電子受體，進(jìn)行反硝化除磷，實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽和磷的同步去除，即短程反硝化除磷。該污水處理工藝可最大程度地降低能耗，減少反應(yīng)器容積，從而節(jié)省基建投資和運(yùn)行成本，近年來已展開相關(guān)研究。

ABR以其獨(dú)特的相分離特點(diǎn)，受到國內(nèi)外廣泛研究。MBR通過膜的截留作用，使得污泥停留時間（SRT）不依賴于水力停留時間（HRT），富集大量微生物，同時膜過濾取代了傳統(tǒng)生物工藝中的二沉池，減小占地面積，逐步運(yùn)用于水處理領(lǐng)域。

本研究將ABR和MBR優(yōu)化組合，構(gòu)成新型反應(yīng)器——CAB-MBR，將其用于生活污水的處理。

本研究在常溫條件下在該反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)亞硝化啟動過程，以實(shí)現(xiàn)同步短程硝化反硝化以及短程反硝化除磷效果。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)用水

本研究反應(yīng)器進(jìn)水采用生活污水與模擬污水按體積比1：1混合，以保證進(jìn)水水質(zhì)相對波動較小。表1所示為生活污水水質(zhì)以及混合進(jìn)水情況。

模擬污水根據(jù)對蘇州某污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)的監(jiān)測結(jié)果配制，主要碳源和氮源分別采用葡萄糖和氯化銨，葡萄糖濃度為540mg/L，NH4Cl為115 mg/L，另外加尿素為4 mg/L，KH2PO4為18mg/L，蛋白胨為150 mg/L以及乙酸、丙酸、丁酸、戊酸各1mL/L，同時投加300 mg/L的NaHCO3，維持反應(yīng)器中pH的穩(wěn)定。

1.2實(shí)驗(yàn)流程及裝置

CAB-MBR由等體積三隔室ABR、好氧池和膜池組成，有效容積分別為8.6、2.7和3.1L，如圖1所示。好氧池中布設(shè)穿孔管，通過曝氣為活性污泥供氧及對膜進(jìn)行擦洗，延緩膜污染�？刂艱O在1mg/L左右。

CAB-MBR設(shè)置2個混合液回流，通過控制上升流速，實(shí)現(xiàn)活性污泥在系統(tǒng)中循環(huán)，R1回流至ABR第1格室，以實(shí)現(xiàn)厭氧短程反硝化脫氮及厭氧釋磷，R2回流至ABR第3格室，以創(chuàng)造缺氧環(huán)境，實(shí)現(xiàn)短程反硝化除磷。JBABR由自吸泵間歇抽吸出水，抽吸周期為12min/（包括10min抽吸和2min反沖洗）。

整個系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器（PLC）進(jìn)行恒定水位、出水泵和反沖洗泵的啟閉的自動控制。通過在線監(jiān)測儀實(shí)時監(jiān)控ABR和MBR的DO、PH值等。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

研究所用膜組件為PVDF中空纖維微濾膜，膜孔徑為0.1μm，過濾面積為0.15m2，采用真空壓力表監(jiān)測跨膜壓差（TMP）變化，觀察膜的污染狀況，當(dāng)TMP增至40kPa時對膜組件進(jìn)行化學(xué)清洗。

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