權利要求

1.含氮有機廢水處理裝置，其特征在于：包括上流式厭氧污泥床反應器和氫基質(zhì)生物膜反應器，所述上流式厭氧污泥床反應器包括反應器主體，所述反應器主體底部設有第一進水口，頂部設有沼氣排出口，側壁上端設有第一出水口，所述反應器主體內(nèi)設有厭氧污泥床，所述厭氧污泥床上方的所述反應器主體內(nèi)設有三相分離器；所述氫基質(zhì)生物膜反應器包括反應器筒體，所述反應器筒體下端設有進氣口和第二進水口，所述進氣口連接所述沼氣排出口，所述第二進水口連接所述第一出水口，所述反應器筒體內(nèi)設有中空纖維膜組件，所述中空纖維膜組件作為生物膜的生長場所并用于沼氣的擴散傳輸，所述反應器筒體上端設有第二出水口和出氣口。2.根據(jù)權利要求1所述的含氮有機廢水處理裝置，其特征在于：所述反應器主體側壁上端還設有第一回流口，所述第一回流口通過回流泵連接所述反應器主體下部；所述反應器筒體側壁上端設有第二回流口，所述第二回流口通過循環(huán)泵連接所述第二進水口。 3.根據(jù)權利要求1所述的含氮有機廢水處理裝置，其特征在于：所述沼氣排出口通過管路連接集氣室，所述集氣室通過管路連接所述進氣口，所述沼氣排出口和所述集氣室之間的管路上設有氣體控制閥，所述集氣室和所述進氣口之間的管路上設有氣泵、氣壓表和氣體流量計。 4.根據(jù)權利要求1所述的含氮有機廢水處理裝置，其特征在于：所述第一出水口通過管路連接過濾水箱，所述第一出水口與所述過濾水箱之間的管路上設有出水控制閥，所述過濾水箱通過第一蠕動泵連接調(diào)節(jié)水池，所述調(diào)節(jié)水池通過第二蠕動泵連接所述第二進水口。 5.根據(jù)權利要求1所述的含氮有機廢水處理裝置，其特征在于：所述第二出水口通過管路連接出水箱，所述第二出水口與所述出水箱之間的管路上設有具支U型管；所述出氣口通過管路連接氣體收集裝置。 6.根據(jù)權利要求1所述的含氮有機廢水處理裝置，其特征在于：所述第一進水口通過管路連接進水箱，所述進水箱與所述第一進水口之間的管路上設有第三蠕動泵。 7.含氮有機廢水處理方法，其特征在于，采用權利要求1～6中任意一項所述的含氮有機廢水處理裝置進行處理，包括以下步驟： 以馴化的厭氧活性污泥做為接種源，對所述上流式厭氧污泥床反應器進行啟動馴化；以厭氧污泥和馴化的氫自養(yǎng)反硝化污泥作為接種源，對所述氫基質(zhì)生物膜反應器進行啟動馴化； 將含氮有機廢水通入所述上流式厭氧污泥床反應器中進行異養(yǎng)反硝化去除含氮有機廢水中的COD，得到初級處理廢水和沼氣； 將所述初級處理廢水和所述沼氣通入所述氫基質(zhì)生物膜反應器中進行自養(yǎng)反硝化，去除所述初級處理廢水中的氮元素化合物。 8.根據(jù)權利要求7所述的含氮有機廢水處理方法，其特征在于：對所述上流式厭氧污泥床反應器進行啟動馴化時，所述厭氧活性污泥的體積占所述反應器主體的體積為1/2～1/3，進水的COD為2000mg/L，進水的流速為2mL/min，水力停留時間為36h；對所述氫基質(zhì)生物膜反應器進行啟動馴化前，以所述厭氧污泥和所述馴化的氫自養(yǎng)反硝化污泥按2.6:1配比而成的混合污泥作為所述接種源。 9.根據(jù)權利要求7所述的含氮有機廢水處理方法，其特征在于：對所述氫基質(zhì)生物膜反應器進行啟動馴化時，氫氣通入所述中空纖維膜組件的壓力為0.045MPa，進水中硝態(tài)氮的含量為10.50mg/L。 10.根據(jù)權利要求7所述的含氮有機廢水處理方法，其特征在于：所述含氮有機廢水的pH值為6～8，所述沼氣中甲烷的質(zhì)量分數(shù)＞80％。

說明書

技術領域

本發(fā)明涉及水處理技術領域，特別是涉及一種含氮有機廢水處理裝置及方法。

背景技術

隨著我國城市工業(yè)化的推進和城市規(guī)模的擴大，高氮有機廢水的處理工藝及裝置已成為當前水處理領域迫切需要的技術需求。有機物和高氮化合物(如亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮等)等污染來源廣泛，有機化工材料生產(chǎn)、酒精生產(chǎn)、造紙印刷等均會產(chǎn)生大量的高氮有機廢水，工業(yè)廢水大量排放已然威脅到水生態(tài)系統(tǒng)，該類廢水具有有機物、氮素含量高、成分復雜等特點，而且還有強堿強酸的性質(zhì)；高氮有機廢水排入水體會對水體、土壤和空氣造成一定的污染，對人類健康帶來心腦血疾病、癌癥和神經(jīng)性疾病等問題，造成潛在的健康風險；而工業(yè)中廢水含有的大量硝態(tài)氮是導致水體富營養(yǎng)化和部分水域水質(zhì)下降的一大原因，由此轉化而來的亞硝態(tài)氮進入飲用水還會對人體產(chǎn)生毒害。

傳統(tǒng)技術中對高氮有機廢水的處理主要有吸附法、蒸發(fā)法、電解還原法、回收法、混凝沉淀—吸附法、反滲透法等，此類方法工藝復雜需要消耗大量的化學藥品，成本較為昂貴，且治理效果不佳難以達到國家所規(guī)定的排放標準。因此，針對高氮有機廢水尋求高效經(jīng)濟的處理技術具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種含氮有機廢水處理裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，能夠實現(xiàn)COD和氮素的同步去除，降低溫室效應的風險，提高產(chǎn)物的利用率，而且對電子供體的依賴性較低，不受碳源的影響。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種含氮有機廢水處理裝置，包括上流式厭氧污泥床反應器和氫基質(zhì)生物膜反應器，所述上流式厭氧污泥床反應器包括反應器主體，所述反應器主體底部設有第一進水口，頂部設有沼氣排出口，側壁上端設有第一出水口，所述反應器主體內(nèi)設有厭氧污泥床，所述厭氧污泥床上方的所述反應器主體內(nèi)設有三相分離器；所述氫基質(zhì)生物膜反應器包括反應器筒體，所述反應器筒體下端設有進氣口和第二進水口，所述進氣口連接所述沼氣排出口，所述第二進水口連接所述第一出水口，所述反應器筒體內(nèi)設有中空纖維膜組件，所述中空纖維膜組件作為生物膜的生長場所并用于沼氣的擴散傳輸，所述反應器筒體上端設有第二出水口和出氣口。

優(yōu)選地，所述反應器主體側壁上端還設有第一回流口，所述第一回流口通過回流泵連接所述反應器主體下部；所述反應器筒體側壁上端設有第二回流口，所述第二回流口通過循環(huán)泵連接所述第二進水口。

優(yōu)選地，所述沼氣排出口通過管路連接集氣室，所述集氣室通過管路連接所述進氣口，所述沼氣排出口和所述集氣室之間的管路上設有氣體控制閥，所述集氣室和所述進氣口之間的管路上設有氣泵、氣壓表和氣體流量計。

優(yōu)選地，所述第一出水口通過管路連接過濾水箱，所述第一出水口與所述過濾水箱之間的管路上設有出水控制閥，所述過濾水箱通過第一蠕動泵連接調(diào)節(jié)水池，所述調(diào)節(jié)水池通過第二蠕動泵連接所述第二進水口。

優(yōu)選地，所述第二出水口通過管路連接出水箱，所述第二出水口與所述出水箱之間的管路上設有具支U型管；所述出氣口通過管路連接氣體收集裝置。

優(yōu)選地，所述第一進水口通過管路連接進水箱，所述進水箱與所述第一進水口之間的管路上設有第三蠕動泵。

本發(fā)明還提供一種含氮有機廢水處理方法，采用以上所述的含氮有機廢水處理裝置進行處理，包括以下步驟：

以馴化的厭氧活性污泥做為接種源，對所述上流式厭氧污泥床反應器進行啟動馴化；以厭氧污泥和馴化的氫自養(yǎng)反硝化污泥作為接種源，對所述氫基質(zhì)生物膜反應器進行啟動馴化；

將含氮有機廢水通入所述上流式厭氧污泥床反應器中進行異養(yǎng)反硝化去除含氮有機廢水中的COD，得到初級處理廢水和沼氣；

將所述初級處理廢水和所述沼氣通入所述氫基質(zhì)生物膜反應器中進行自養(yǎng)反硝化，去除所述初級處理廢水中的氮元素化合物。

優(yōu)選地，對所述上流式厭氧污泥床反應器進行啟動馴化時，所述厭氧活性污泥的體積占所述反應器主體的體積為1/2～1/3，進水的COD為2000mg/L，進水的流速為2mL/min，水力停留時間為36h；對所述氫基質(zhì)生物膜反應器進行啟動馴化前，以所述厭氧污泥和所述馴化的氫自養(yǎng)反硝化污泥按2.6:1配比而成的混合污泥作為所述接種源。

優(yōu)選地，對所述氫基質(zhì)生物膜反應器進行啟動馴化時，氫氣通入所述中空纖維膜組件的壓力為0.045MPa，進水中硝態(tài)氮的含量為10.50mg/L。

優(yōu)選地，所述含氮有機廢水的pH值為6～8，所述沼氣中甲烷的質(zhì)量分數(shù)＞80％。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術取得了以下技術效果：

本發(fā)明提供的含氮有機廢水處理裝置及方法，將上流式厭氧污泥床反應器和氫基質(zhì)生物膜反應器進行耦合連接，通過上流式厭氧污泥床反應器對COD高效去除，并將獲得的沼氣清潔能源與氫基質(zhì)生物膜反應器中自氧反硝化過程結合，處理高氮有機廢水中的氮元素化合物，能夠實現(xiàn)COD和氮的高效同步去除，而且對電子供體的依賴性較低，不受碳源的影響，能夠克服碳源不足和高耗氧量的技術瓶頸，高效利用沼氣，實現(xiàn)甲烷無害化，降低溫室效應，從而提高工藝系統(tǒng)的實用性、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的含氮有機廢水處理裝置的結構連接示意圖；

圖2為本發(fā)明中上流式厭氧污泥床反應器的內(nèi)部結構示意圖；

圖3為本發(fā)明中UASB啟動階段內(nèi)進水COD濃度與容積負荷情況圖；

圖4為本發(fā)明中UASB進水、UASB出水和MBfR出水的COD濃度圖；

圖5為本發(fā)明中UASB進水、UASB出水和MBfR出水的NO 2 --N及NO 3 --N濃度圖；

圖中：1-上流式厭氧污泥床反應器、2-氫基質(zhì)生物膜反應器、3-反應器主體、4-第一進水口、5-沼氣排出口、6-第一出水口、7-厭氧污泥床、8-三相分離器、9-反應器筒體、10-進氣口、11-第二進水口、12-中空纖維膜組件、13-第二出水口、14-出氣口、15-第一回流口、16-回流泵、17-第二回流口、18-循環(huán)泵、19-集氣室、20-氣體控制閥、21-氣泵、22-氣壓表、23-氣體流量計、24-過濾水箱、25-第一蠕動泵、26-調(diào)節(jié)水池、27-第二蠕動泵、28-出水箱、29-具支U型管、30-氣體收集裝置、31-進水箱、32-第三蠕動泵、33-出水控制閥、34-三通。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種含氮有機廢水處理裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術存在的問題，能夠實現(xiàn)COD和氮素的同步去除，降低溫室效應的風險，提高產(chǎn)物的利用率，而且對電子供體的依賴性較低，不受碳源的影響。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1-圖5所示，本實施例提供一種含氮有機廢水處理裝置，包括上流式厭氧污泥床反應器1和氫基質(zhì)生物膜反應器2，上流式厭氧污泥床反應器1包括反應器主體3，反應器主體3底部設有第一進水口4，頂部設有沼氣排出口5，側壁上端設有第一出水口6，反應器主體3內(nèi)設有厭氧污泥床7，厭氧污泥床7上方的反應器主體3內(nèi)設有三相分離器8；氫基質(zhì)生物膜反應器2包括反應器筒體9，反應器筒體9下端設有進氣口10和第二進水口11，進氣口10連接沼氣排出口5，第二進水口11連接第一出水口6，反應器筒體9內(nèi)設有中空纖維膜組件12，中空纖維膜組件12作為生物膜的生長場所并用于沼氣的擴散傳輸，反應器筒體9上端設有第二出水口13和出氣口14。

本裝置將上流式厭氧污泥床反應器1(USAB)和氫基質(zhì)生物膜反應器2(MBfR)進行耦合連接，通過上流式厭氧污泥床反應器1對COD高效去除，并將獲得的沼氣清潔能源與氫基質(zhì)生物膜反應器中自氧反硝化過程結合，處理高氮有機廢水中的氮元素化合物，能夠實現(xiàn)COD和氮的高效同步去除，而且對電子供體的依賴性較低，不受碳源的影響，能夠克服碳源不足和高耗氧量的技術瓶頸，高效利用沼氣，實現(xiàn)甲烷無害化，降低溫室效應，從而提高工藝系統(tǒng)的實用性、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。

本實施例中，反應器主體3側壁上端還設有第一回流口15，第一回流口15通過回流泵16連接反應器主體3下部，回流的作用是使反應器主體3內(nèi)液體及微生物充分混合均勻，以使反應器主體3內(nèi)保持足夠且恒定的生物群體；反應器筒體9側壁上端設有第二回流口17，第二回流口17通過循環(huán)泵18連接第二進水口11，以使MBfR的反應器筒體9內(nèi)部的液體達到充分混合的效果，其中，內(nèi)循環(huán)的流速為進水流速的200倍。

本實施例中，沼氣排出口5通過管路連接集氣室19，集氣室19通過管路連接進氣口10，沼氣排出口5和集氣室19之間的管路上設有氣體控制閥20，集氣室19和進氣口10之間的管路上設有氣泵21、氣壓表22和氣體流量計23。進入MBfR的沼氣的氣壓由集氣室19通過氣壓表22和氣體控制閥20的聯(lián)動操作調(diào)節(jié)，通過氣體流量計23計量通入的氣體，氣體流量計23的范圍為0.1-8L/min。

本實施例中，第一出水口6通過管路連接過濾水箱24，第一出水口6與過濾水箱24之間的管路上設有出水控制閥，過濾水箱24通過第一蠕動泵25連接調(diào)節(jié)水池26，調(diào)節(jié)水池26通過第二蠕動泵27連接第二進水口11。過濾水箱24的作用是過濾USAB出水的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)水池26的作用是平衡水質(zhì)和水量，同時充當MBfR進水池的角色。

本實施例中，第二出水口13通過管路連接出水箱28，第二出水口13與出水箱28之間的管路上設有具支U型管29；出氣口14通過管路連接氣體收集裝置30，以便收集氣體。具支U型管29的設置保證反應器筒體9內(nèi)外壓強恒定，防止大氣壓強對反應器內(nèi)部造成干擾

本實施例中，第一進水口4通過管路連接進水箱31，進水箱31與第一進水口4之間的管路上設有第三蠕動泵32，通過第三蠕動泵32來將待處理廢水注入反應器主體3內(nèi)。

本實施例中，三相分離器集氣罩頂以上的覆蓋水深為0.8m，三相分離器沉淀區(qū)四壁傾斜角度為50°～55°之間，沉淀區(qū)斜面高度約為0.6m～0.8m。三相分離器8的主要作用是進行氣(沼氣)液(水)分離和污泥回流，集氣罩的作用是收集沼氣，集氣罩頂?shù)淖饔檬欠乐拐託馔庑?。隨著水流的上升流動，氣、水、泥三相混合液上升至三相分離器8中，氣體遇到反射式檔板后折向集氣室而有效地分離排出，污泥和水進入上部的靜止沉淀區(qū)，在重力的作用下泥水分離，污泥回落至污泥層，上清液則排入后續(xù)處理設施，沉淀池的作用是泥水分離的場所。中空纖維膜組件12優(yōu)選為微孔聚乙烯的疏水性中空纖維膜絲，中空纖維膜絲有效長度為23-26cm，外徑為280-300μm，中空纖維膜組件12含有15-25根中空纖維膜絲，總有效表面積為70-80cm 2。中空纖維膜組件12與進氣口10連接，沼氣(主要成分為甲烷)從反應器筒體9底部以10psig的壓力持續(xù)進入中空纖維膜組件12中，進行無泡擴散。

一種含氮有機廢水處理方法，采用以上所述的含氮有機廢水處理裝置進行處理，包括以下步驟：

以馴化的厭氧活性污泥做為接種源，對上流式厭氧污泥床反應器1進行啟動馴化；以厭氧污泥和馴化的氫自養(yǎng)反硝化污泥作為接種源，對氫基質(zhì)生物膜反應器2進行啟動馴化；

將含氮有機廢水通入上流式厭氧污泥床反應器1中進行異養(yǎng)反硝化去除含氮有機廢水中的COD，得到初級處理廢水和沼氣；

將初級處理廢水和沼氣通入氫基質(zhì)生物膜反應器2中進行自養(yǎng)反硝化，去除初級處理廢水中的氮元素化合物。

本實施例中，對上流式厭氧污泥床反應器1進行啟動馴化時，厭氧活性污泥的體積占反應器主體3的體積為1/2～1/3，進水的COD為2000mg/L，進水的流速為2mL/min，水力停留時間為36h；對氫基質(zhì)生物膜反應器2進行啟動馴化前，以厭氧污泥和馴化的氫自養(yǎng)反硝化污泥按2.6:1配比而成的混合污泥作為接種源。

本實施例中，對氫基質(zhì)生物膜反應器2進行啟動馴化時，氫氣通入中空纖維膜組件12的壓力為0.045MPa，進水中硝態(tài)氮的含量為10.50mg/L。

本實施例中，含氮有機廢水的pH值為6～8，所述沼氣中甲烷的質(zhì)量分數(shù)＞80％。

下面對進水箱、UASB和MBfR的制作分別解釋說明：

(1)進水箱的制作：UASB的進水箱31底部設置有磁力攪拌器以保證進水充分混合均勻，進水通過第三蠕動泵32泵入到反應器主體3中。

(2)UASB的制作：反應器主體3上蓋板由有機玻璃制成，上蓋板和反應器主體3之間通過法蘭盤橡膠墊密封。在上蓋板頂部靠近反應器主體3內(nèi)部上側的位置設置三相分離器8，三相分離器8上端安裝有出氣管(作為沼氣排出口5)，UASB產(chǎn)生的氣體由出氣管控制進入集氣室19，UASB處理完的廢水由第一出水口6排出，經(jīng)過出水控制閥33進入過濾水箱24，三相分離器8的下側設置有反應部分層，固定安裝有布水器，反應器主體3底部設置有第一進水口4，第一進水口4與進水箱31通過第三蠕動泵32連接。

(3)MBfR的制作：將聚乙烯疏水性中空纖維膜絲裁剪成適當長度對彎成U型，將膜絲端頭插入PVC套管并用1:1環(huán)氧樹脂與固化劑混合膠固定密封，保證膜絲的貫通性，然后將PVC套管固接在PVC外牙直通上，再在外牙上纏上止水膠帶再擰入上法蘭盤的預留接PVC直通的內(nèi)螺紋中。組裝的中空纖維膜組件12含有含有15-25根中空纖維膜絲，有效長度為23-26cm，外徑為280-300μm，總有效表面積為70-80cm 2。。在反應器筒體9底部PVC套管的下方打孔形成(混合氣)進氣口10并在進氣管路上設置氣壓表22和氣體流量計23，以監(jiān)控管路上混合氣壓力。反應器筒體9上方設置第二回流口17，通過循環(huán)泵18將混合液泵入三通34處再進入反應器筒體9內(nèi)部，使反應器混合液充分混合反應。第二出水口13后接入具支U型管29，以保證反應器內(nèi)外壓強恒定，防止大氣壓強對反應器內(nèi)部造成干擾。具支U型管29后連接出水箱28。

UASB和MBfR之間通過過濾水箱24和調(diào)節(jié)水池26連接。

下面結合具體實施例對本發(fā)明處理方法作進一步解釋說明：

(1)配置模擬進水

對于UASB，在去離子水中添加溶質(zhì)配置模擬進水，具體成分如下：

C 6H 12O 6·6H 2O 1008mg/L、NaHCO 3 1000mg/L、NH 4Cl 250mg/L、MgSO 4·7H 2O 200g/L、K 2HPO 4·3H 2O 100g/L、KH 2PO 480g/L、Na 3C 6H 5O 7·2H 2O 100g/L、CaCl 2·2H 2O 250g/L、NiCl 2·6H 2O 20g/L、FeCl 3·6H 2O 8g/L、MgSO 4·4H 2O 10g/L、ZnCl 213g/L、CoCl 2·2H 2O 15g/L、CuCl 2·2H 2O 5g/L，溫度調(diào)節(jié)在35±1℃。

對于MBfR，在去離子水中添加溶質(zhì)配置模擬進水，具體成分如下：

NO 3 --N 30mg/L、NaHCO 3250mg/L、KH 2PO 433mg/L、MgSO 4·7H 2O 50mg/L、ZnSO 4·7H 2O100mg/L、MnCl 2·4H 2O 30mg/L、H 3BO 3300mg/L、CoCl 2·6H 2O 200mg/L、CuCl 2·2H 2O 10mg/L、NiCl 2·6H 2O 10mg/L、Na 2SeO 3 30mg/L；用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)pH的范圍為7.2-7.6，并對模擬進水使用高壓釜進行滅菌處理。

(2)UASB和MBfR啟動馴化

在運行初期，將UASB和MBfR分別啟動馴化。

在UASB中，以250mL實驗室馴化完成的厭氧活性污泥作為接種源；在MBfR中，以桂林市某污水處理廠反硝化池中的厭氧污泥與實驗室馴化成熟的氫自養(yǎng)反硝化污泥按2.6:1配比而成的混合污泥作為接種源。

啟動前先把馴化好的厭氧活性污泥用2.5mm孔徑的篩網(wǎng)過濾以便去除粒徑較大的污染物質(zhì)，然后加入到UASB中，污泥體積為反應器主體的體積的1/2-1/3，在UASB中，進水速率為2.0mL/min；三相分離器有效的截留污泥和其中的微生物，使得反應器的微生物濃度升高，為反應器運行提供基礎，完成對有機物(COD Cr)的去除。

水中的pH控制在7左右，目的是使產(chǎn)甲烷微生物處于相對適宜的pH范圍，利于反應器的啟動以及后續(xù)為MBfR提供充足的電子供體。

采用低COD進水對UASB反應器進行馴化，初始進水COD為2000mg/L，水力停留時間(HRT)為36h，進水流速設置為2mL/min，反應器正常運行后，當COD的去除率穩(wěn)定在95％以上時，逐漸縮短水力停留時間為30h，每天測定出水的COD濃度、產(chǎn)沼氣的情況。

在MBfR中，采用連續(xù)流的方式進水，氫氣以0.045MPa的壓力通入中空纖維膜中，進水NO 3 --N的濃度為10.50mg/L，反應器通過蠕動泵進行自循環(huán)回流，進水速率和自循環(huán)回流速度逐漸提高，具體條件如表1所示。

表1 MBfR啟動運行工況

(3)穩(wěn)定運行階段

UASB和MBfR之間通過蠕動泵連接。采取連續(xù)流的方式進水，模擬進水中添加COD濃度逐漸升高。

第一個階段為1-20d，COD濃度保持在2000mg/L,UASB的HRT設置為48h，UASB和MBfR的進水流速分別為2.0mL/min和0.5mL/min；UASB回流不開啟。

第二個階段為21-40d，COD濃度保持在2000mg/L，UASB的HRT設置為36h，UASB和MBfR的進水流速分別為2.0mL/min和0.5mL/min；UASB回流速度設置為2mL/min，MBfR的回流速度為50mL/min。

第三個階段為41-60d，COD濃度保持在2500mg/L，UASB的HRT設置為36h，UASB和MBfR的進水流速分別為2.0mL/min和0.5mL/min；UASB回流速度設置為2mL/min，MBfR的回流速度為50mL/min。

第四個階段為61-80d，COD濃度保持在3000mg/L，UASB的HRT設置為24h，UASB和MBfR的進水流速分別為2.0mL/min和0.5mL/min；UASB回流速度設置為2mL/min，MBfR的回流速度為50mL/min。

第五個階段為81-100d，COD濃度保持在3500mg/L，UASB的HRT設置為24h，UASB和MBfR的進水流速分別為2.0mL/min和0.5mL/min；UASB回流速度設置為4mL/min，MBfR的回流速度為50mL/min。

UASB反應器啟動階段主要試驗參數(shù)如表2所示。

表2 UASB反應器啟動階段主要試驗參數(shù)

結果分析如下：

在此運行條件中，UASB的作用是去除COD Cr，而MBfR的作用是幾乎完全去除UASB中無法除去的亞硝酸鹽和硝酸鹽。

對于COD而言，圖3反應了UASB啟動階段內(nèi)進水COD濃度與容積負荷情況，圖4反應了UASB-MBfR COD濃度去除情況，結合圖4所示，在反應器初期，出水的COD濃度較高，COD的去除效果差，這可能是由于UASB中的微生物還沒有完全適應高濃度的COD進水，導致部分COD功能菌受到了抑制，隨著時間日期的延續(xù)，微生物經(jīng)過優(yōu)勝劣汰的選擇，適應反應器的高濃度的COD后，出水的COD不斷降低，第20天反應器減少了水力停留時間，COD去除率達到了84.75％，反應器的容積負荷提高了33％，隨著天數(shù)的增加，COD的去除效率總體上呈現(xiàn)上升的趨勢，但是由于每個階段改變了條件，微生物的生長代謝需要一定的天數(shù)來適應容積負荷的變化，最后到了第100天，UASB反應器的去除率達到了98％，反應器運行穩(wěn)定，可證明UASB運行良好，同時UASB-MBfR反應器整體對COD達到了99.14％。對于COD而言，在UASB中每個階段容積負荷均不同，且每個階段的COD進水濃度在2000-3500mg/L的范圍內(nèi)波動，然而MBfR出水COD Cr的濃度均能達到優(yōu)于99％的水平，

對于總氮含量(TN)來說，由于異養(yǎng)反硝化和異養(yǎng)生物質(zhì)的結合，UASB對部分總氮有一定的去除作用。同時在COD Cr濃度較高的情況下，UASB對總氮的去除效果較好。同時通過UASB出水NO 3 --N濃度和MBfR出水NO 3 --N濃度的比較，可以看出MBfR出水NO 3 --N濃度高于UASB出水NO 3 --N濃度，進一步對實施例數(shù)據(jù)進行整理和分析，MBfR出水TN濃度變化的原因是由于MBfR反應器內(nèi)的氫自養(yǎng)反硝化菌發(fā)揮了自養(yǎng)反硝化脫氮的功能，導致MBfR反應器內(nèi)的出水NO 3 --N濃度相較UASB反應器內(nèi)的出水NO 3 --N濃度大幅減少，同時反應器NO 2 --N出水濃度也維持在一個較低的范圍。

該工藝運行數(shù)據(jù)表明，在61-80d，HRT為24h，UASB和MBfR的進水流速分別為2.0mL/min和0.5mL/min時，對MBR-MBfR兩級同步脫氮除碳的雙膜耦合工藝來說，此時UASB-MBfR兩級反應器對COD和TN去除的效果最好，此時COD和NO 3 --N去除率均大于90％。綜上，本發(fā)明提出的含氮有機廢水處理方法，能高效用于低碳氮比污水中COD和含氮化合物的去除。

本發(fā)明中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。

含氮有機廢水處理裝置及方法.pdf