自养反硝化技术-未来脱氮的更优选择(六)

作者: laokou 分类: 水处理 发布时间: 2020-09-09 11:40

1.2.1.3膜-氢基质生物膜反应器

膜-氢基质生物膜反应器(MBfR)则是将微孔膜和氢自养生物膜工艺结合起来的无泡供氢新工艺。与传统的膜生物反应器(MBR)是利用中空纤维膜的物理截流作用将悬浮活性污泥截流在生物反应池内,实现水力停留时间和污泥泥龄的分离,促进反硝化的效果;而MBfR则是在一定压力和膜孔径条件下,氢气以无泡扩散的形式向膜外传递,并可扩散至膜外的生物膜层中,被膜上生长的氢自养还原细菌利用,强化了气液传质,提高了氢气利用效率,降低了处理成本,且有效防止了爆炸隐患的产生。在MBfR中,中空纤维膜可无泡扩散气体,并作为生物膜的附着载体,使氢气在透过中空纤维膜外生物膜的过程中被微生物利用,同时将氧化性污染物还原为低毒或无毒产物。MBfR的核心构件是膜单元,膜的材质有无机和有机材料。膜单元普遍采用中空纤维膜,其膜外径较小,具有较大的比表面积。疏水性中空纤维膜使得氢气更容易在膜孔中扩散并与污染物充分接触,并可减少膜污染的发生。

在MBfR中,受污染的水体在膜层外部流动,氢气以一定的压力通入中空纤维膜内腔,在压力的作用下从膜的内层通过微孔扩散到外层,在通过纤维膜外生长的生物膜过程中被生物膜中的氢自养细菌作为电子供体而利用,同时氢自养细菌将污染水体中的硝酸盐还原为氮气,从而达到净化水质的目的。

在反硝化过程中,会消耗H+,造成pH升高,这可能会影响生物代谢或者引起矿物质元素沉淀,降低反硝化速率。在pH>8.6时,亚硝氮会积累,脱氮速率会明显下降。为避免pH上升,很多研究者通过投加磷酸盐缓冲剂降低pH,以提高反硝化速率。