全面解析MSBR法的基本原理與特點(diǎn)以及應(yīng)用與發(fā)展

　　MSBR(ModifiedSequencingBatchReactor)是改良式序列間歇反應(yīng)器，是C.Q.Yang等人根據(jù)SBR技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù)，研究開發(fā)的一種更為理想的污水處理系統(tǒng)。MSBR既不需要初沉池和二沉池，又能在反應(yīng)器全充滿并在恒定液位下連續(xù)進(jìn)水運(yùn)行。采用單池多格方式，結(jié)合了傳統(tǒng)活性污泥法和SBR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。不但無(wú)需間斷流量，還省去了多池工藝所需要的更多的連接管、泵和閥門。通過(guò)中試研究及生產(chǎn)性應(yīng)用，證明MSBR法是一種經(jīng)濟(jì)有效、運(yùn)行可靠、易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的污水處理工藝。

　　1、MSBR法的基本原理與特點(diǎn)

　　1.1MSBR的基本組成反應(yīng)器由三個(gè)主要部分組成：曝氣格和兩個(gè)交替序批處理格。主曝氣格在整個(gè)運(yùn)行周期過(guò)程中保持連續(xù)曝氣，而每半個(gè)周期過(guò)程中，兩個(gè)序批處理格交替分別作為SBR和澄清池。

　　1.2MSBR的操作步驟在每半個(gè)運(yùn)行周期中，主曝氣格連續(xù)曝氣，序批處理格中的一個(gè)作為澄清池(相當(dāng)于普通活性污泥法的二沉池作用)，另一個(gè)序批處理格則進(jìn)行以下一系列操作步驟。

　　步驟1：原水與循環(huán)液混合，進(jìn)行缺氧攪拌。在這半個(gè)周期的開始，原水進(jìn)入序批處理格，與被控制回到主曝氣格的回流液混合。在缺氧和豐富的硝化態(tài)氮條件下，序批處理格內(nèi)的兼性反硝化菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽作為電子受體，以原水及內(nèi)源呼吸所釋放的有機(jī)碳作為碳源，進(jìn)行無(wú)氧呼吸代謝。

　　由于初期序批處理格內(nèi)MLSS濃度高，硝化態(tài)氮濃度較高，因此碳源成為反硝化速率的限制條件。隨著原水的加入，有機(jī)碳的濃度增加，提高了反硝化的速率。來(lái)自曝氣格和序批格原有的硝態(tài)氮經(jīng)反硝化得以去除。另外，該階段運(yùn)行也是序批處理格中較高濃度的污泥向曝氣格回流的過(guò)程，以提高曝氣格中的污泥濃度。

　　步驟2：部分原水和循環(huán)液混合，進(jìn)行缺氧攪拌。隨著步驟1中原水的不斷進(jìn)入，序批處理格內(nèi)有機(jī)物和氨氮的濃度逐漸增加。為阻止在序批處理格內(nèi)有機(jī)物和氨氮的過(guò)分增加，原水分別流入序批處理格和主曝氣格。使序批處理格內(nèi)維持一個(gè)適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)碳水平，以利于反硝化的進(jìn)行。混合液通過(guò)循環(huán)，繼續(xù)使序批處理格原來(lái)積聚的MLSS向主曝氣格內(nèi)流動(dòng)。

　　步驟3：序批格停止進(jìn)原水，循環(huán)液繼續(xù)缺氧攪拌。此后中斷進(jìn)入序批處理格的原水。原水在剩下的操作中，直接進(jìn)入主曝氣格。這使得主曝氣格降解大量有機(jī)碳，并減弱微生物的好氧內(nèi)源呼吸。序批處理格利用循環(huán)液中殘留的有機(jī)物作為電子供體，以硝化態(tài)氮作電子受體，繼續(xù)進(jìn)行缺氧反硝化。

　　由于有機(jī)碳源的減少，缺氧內(nèi)源呼吸的速率將提高。來(lái)自主曝氣格的混合液具有較低的有機(jī)物和MLSS濃度。經(jīng)循環(huán)，把序批處理格內(nèi)的殘余有機(jī)物和活性污泥推入主曝氣格，在此進(jìn)行曝氣反應(yīng)降解有機(jī)物，并維持物質(zhì)平衡。

　　步驟4：曝氣，并繼續(xù)循環(huán)。進(jìn)行曝氣，降低最初進(jìn)水所殘余的有機(jī)碳、有機(jī)氮和氨氮，以及來(lái)自主曝氣格未被降解的有機(jī)物和內(nèi)源呼吸釋放的氨氮，并吹脫在前面缺氧階段產(chǎn)生的截留在混合液中的氮?dú)?。連續(xù)的循環(huán)增加了主曝氣格內(nèi)的微生物量，同時(shí)進(jìn)一步降低序批處理格中的懸浮固體，降低了MLSS濃度，有利于其在下半個(gè)周期中作為澄清池時(shí)，減少污泥量以提高沉淀池的效率。

　　步驟5：停止循環(huán)，延時(shí)曝氣。為進(jìn)一步降低序批處理格內(nèi)的有機(jī)物和氮濃度，減少剩余的氮?dú)馀?，采用延時(shí)曝氣。這步是在沒有循環(huán)，沒有進(jìn)出流量的隔離狀態(tài)下進(jìn)行。延時(shí)曝氣使序批處理格中的BOD5和TKN達(dá)到處理的要求水平。

　　步驟6：靜置沉淀。延時(shí)曝氣停止后，在隔離狀態(tài)下，開始靜置沉淀，使活性污泥與上清液有效分離，為下半個(gè)周期作為澄清池出水做準(zhǔn)備。沉淀開始時(shí)，由于仍存在剩余的溶解氧，沉淀污泥中的硝化菌繼續(xù)硝化殘余的氨，而好氧微生物繼續(xù)進(jìn)行好氧內(nèi)源呼吸。

　　當(dāng)混合液中氧減少到一定程度時(shí)，兼性菌開始利用硝化態(tài)氮作為電子受體進(jìn)行缺氧內(nèi)源呼吸，進(jìn)行程度較低的反硝化作用。在整個(gè)半周期過(guò)程中，此時(shí)序批處理格中上清液的BOD、TKN、氨、硝酸鹽、亞硝酸鹽的濃度最低，懸浮固體總量也最少，因此該序批處理格在下半個(gè)周期作為沉淀池，其出水質(zhì)量是可靠的。在這一步，可以從交替序批處理格中排放剩余污泥。

　　第二個(gè)半周期：步驟6的結(jié)束標(biāo)志著處理運(yùn)行的下半個(gè)循環(huán)操作開始。通過(guò)兩個(gè)半周期，改變交替序批處理格的操作形式。第二個(gè)半周期與第一個(gè)半周期的6個(gè)操作步驟相同。