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【干货】全面解析MSBR法的基本原理与特点以及应

文章出处:网络整理责任编辑:李立作者:李立
MSBR(ModifiedSequencingBatchReactor)是改良式序列间歇反应器,是C.Q.Yang等人根据SBR技术特点,结合传统活性污泥法技术,研究开发的一种更为理想的污水处理系统。MSBR既不需要初沉池和二沉池,又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。采用单池多格方式,结合了传统活性污泥法和SBR技术的优点。不但无需间断流量,供水,还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门。通过中试研究及生产性应用,证明MSBR法是一种经济有效、运行可靠、易于实现计算机控制的污水处理工艺。

1、MSBR法的基本原理与特点

1.1MSBR的基本组成反应器由三个主要部分组成:曝气格和两个交替序批处理格。主曝气格在整个运行周期过程中保持连续曝气,而每半个周期过程中,两个序批处理格交替分别作为SBR和澄清池。

1.2MSBR的操作步骤在每半个运行周期中,主曝气格连续曝气,序批处理格中的一个作为澄清池(相当于普通活性污泥法的二沉池作用),另一个序批处理格则进行以下一系列操作步骤。

步骤1:原水与循环液混合,进行缺氧搅拌。在这半个周期的开始,水处理,原水进入序批处理格,与被控制回到主曝气格的回流液混合。在缺氧和丰富的硝化态氮条件下,序批处理格内的兼性反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体,以原水及内源呼吸所释放的有机碳作为碳源,进行无氧呼吸代谢。

由于初期序批处理格内MLSS浓度高,硝化态氮浓度较高,因此碳源成为反硝化速率的限制条件。随着原水的加入,有机碳的浓度增加,提高了反硝化的速率。来自曝气格和序批格原有的硝态氮经反硝化得以去除。另外,该阶段运行也是序批处理格中较高浓度的污泥向曝气格回流的过程,以提高曝气格中的污泥浓度。

步骤2:部分原水和循环液混合,进行缺氧搅拌。随着步骤1中原水的不断进入,序批处理格内有机物和氨氮的浓度逐渐增加。为阻止在序批处理格内有机物和氨氮的过分增加,原水分别流入序批处理格和主曝气格。使序批处理格内维持一个适当的有机碳水平,以利于反硝化的进行。混合液通过循环,软水,继续使序批处理格原来积聚的MLSS向主曝气格内流动。

步骤3:序批格停止进原水,循环液继续缺氧搅拌。此后中断进入序批处理格的原水。原水在剩下的操作中,直接进入主曝气格。这使得主曝气格降解大量有机碳,并减弱微生物的好氧内源呼吸。序批处理格利用循环液中残留的有机物作为电子供体,以硝化态氮作电子受体,继续进行缺氧反硝化。

由于有机碳源的减少,缺氧内源呼吸的速率将提高。来自主曝气格的混合液具有较低的有机物和MLSS浓度。经循环,把序批处理格内的残余有机物和活性污泥推入主曝气格,在此进行曝气反应降解有机物,并维持物质平衡。

步骤4:曝气,并继续循环。进行曝气,降低最初进水所残余的有机碳、有机氮和氨氮,以及来自主曝气格未被降解的有机物和内源呼吸释放的氨氮,并吹脱在前面缺氧阶段产生的截留在混合液中的氮气。连续的循环增加了主曝气格内的微生物量,同时进一步降低序批处理格中的悬浮固体,降低了MLSS浓度,有利于其在下半个周期中作为澄清池时,减少污泥量以提高沉淀池的效率。

步骤5:停止循环,延时曝气。为进一步降低序批处理格内的有机物和氮浓度,减少剩余的氮气泡,采用延时曝气。这步是在没有循环,没有进出流量的隔离状态下进行。延时曝气使序批处理格中的BOD5和TKN达到处理的要求水平。

步骤6:静置沉淀。延时曝气停止后,在隔离状态下,开始静置沉淀,使活性污泥与上清液有效分离,为下半个周期作为澄清池出水做准备。沉淀开始时,由于仍存在剩余的溶解氧,沉淀污泥中的硝化菌继续硝化残余的氨,而好氧微生物继续进行好氧内源呼吸。

当混合液中氧减少到一定程度时,兼性菌开始利用硝化态氮作为电子受体进行缺氧内源呼吸,进行程度较低的反硝化作用。在整个半周期过程中,此时序批处理格中上清液的BOD、TKN、氨、硝酸盐、亚硝酸盐的浓度最低,悬浮固体总量也最少,因此该序批处理格在下半个周期作为沉淀池,其出水质量是可靠的。在这一步,可以从交替序批处理格中排放剩余污泥。

第二个半周期:步骤6的结束标志着处理运行的下半个循环操作开始。通过两个半周期,改变交替序批处理格的操作形式。第二个半周期与第一个半周期的6个操作步骤相同。

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