环保工艺之——MSBR法的主要运行特点及生物除磷脱氮机理

MSBR法的主要运行特点

(1) MSBR系统能进行不同配置的设计和运行，以达到不同的处理目的。(2)每半个运行周期中，步骤的数量和每步骤所需的时间，取决于原水的特性和出水的要求。这里介绍了6个运行步骤，但所需要的步骤可以被系统设计者所选择。常常可以在实际运行中减少，以便使运行过程简单化。例如，步骤1和步骤2能通过延长步骤1和减少步骤2的时间来合并这两步为一步。增加步骤1的时间则增加序批处理格有机碳的量，这使得在不进原水的缺氧混合时间需要更长，以平衡步骤3。也可以增加步骤，进行更多的缺氧-好氧序批操作，来处理有机物和氨氮浓度更高的原水，以达到更低出水总氮的要求。

(2) 在每半个循环中，原水大部分时间是进入主曝气格。接着是部分或全部污水进入作为SBR的序批处理格。在主曝气格中完成了大部分有机碳、有机氮和氨氮的氧化。另外，主曝气格在完全混合状态下连续曝气，创造了一个稳定的生物反应环境。这使得整个设备能承受冲击负荷的影响。

(3) 从序批处理格到主曝气格的循环流动，使得前者积聚的悬浮固体运送到了后者。循环也把主曝气格内的被氧化的硝化氮运送到在半个循环的大部分时期处在缺氧搅拌状态下的序批处理格，实现脱氮的目的。

(4) 污泥层作为一个污泥过滤器，对改善出水质量和缺氧内源呼吸进行的反硝化有重要作用。

MSBR系统生物除磷脱氮机理

根据目前普遍接受的 Comeau 等人提出的生物除磷理论：在厌氧条件下，活性污泥中的聚磷微生物将细胞内的聚磷水解为正磷酸盐释放到胞外，以此为能量吸收污水中的易降解有机物(如：挥发性脂肪酸，VFA) ，并将其合成为聚β羟基丁酸( PHB)储存在体内。在好氧条件下，聚磷微生物以游离氧作为电子受体氧化胞内储存的PHB，利用反应产生的能量从污水中过量摄取磷并合成为聚磷酸盐储存于胞内 ，微生物好氧摄取的磷远大于厌氧释放的磷，通过排放剩余污泥实现除磷。

MSBR系统对除磷脱氮具有良好的效果和稳定性(如同 A2/ O 除磷脱氮系统相比)，这是由其工艺特点决定的。根据 MSBR系统的工艺流程，在空间和时间上可以认为系统是按照以下方式进行的：原污水 →厌氧 →好氧 →缺氧→好氧 →混合液回流(或沉淀出水) 。这种运行方式相当于两级A/ O 系统的串联，对除磷十分有利： 

①聚磷微生物经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，聚磷微生物在厌氧池形成的吸磷动力可以充分地得以利用;而在 A2/ O系统中，厌氧释磷后要先经过生化效率较低的缺氧阶段再到好氧阶段，会使在厌氧环境中形成的吸磷动力有所损失。

②系统中的污泥(排放的剩余污泥除外)可以全部完整地经过厌氧Ο 好氧环境，完成磷的厌氧释放和好氧吸收过程使系统的除磷效率得以提高;而A2/ O 系统存在混合液回流，这部分污泥未经过厌氧状态，会降低除磷效率。

③全部污泥完整地经过厌氧Ο 好氧环境，有助于污泥中聚磷微生物的增长富集。

④系统的回流污泥经过了脱氮处理，消除了 NO-x - N 的干扰，使聚磷微生物能够在绝对厌氧环境中进行聚磷的水解和释放。从系统的运行方式可以看出，脱氮作用是通过后置反硝化完成的。但污水经过了厌氧、好氧阶段的反应，有机物浓度已大为降低，反硝化作用所需的有机碳源是如何满足的呢?传统的反硝化理论显然难以圆满解释这一问题，我们有理由得出这样的结论：微生物是利用细胞内储存的有机物进行了反硝化，即内碳源反硝化。利用内碳源进行反硝化具有很多优点：可以取消前置反硝化常见的内回流系统，降低能耗，使系统的运行更为合理;另外还无需添加碳源。

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