摘要：将厌氧折流板反应器（ABR）与膜生物反应器（MBR）组合的新型CAB-MBR反应器用于处理生活污水，进行亚硝化的启动研究。研究期间，温度为20~28℃，在HRT 为7.5 h、混合液回流比R1和R2分别为200%和100%，DO为1 mg/L的条件下，启动运行了50 d，系统稳定后，NO2-出水浓度在4 mg/L以上，NO2-占NOx-总量的90%，短程反硝化效果良好。对 COD、NH4+-N、TN 和TP 的平均去除率分别为 94%、90%、75%和 80%，出水平均浓度分别为 25、3、9.5和0.7 mg/L。
传统的生物脱氮过程需经硝化和反硝化两个阶段，以NO3-为电子受体，耗氧量大并需大量消耗碳源。研究表明，反硝化可以以NO2-作为电子受体，节省硝化过程中的需氧量和反硝化过程的碳源，称之为短程硝化反硝化过程。与此同时，反硝化聚磷菌也可利用NO3-作为电子受体，进行反硝化除磷，实现亚硝酸盐和磷的同步去除，即短程反硝化除磷。该污水处理工艺可最大程度地降低能耗，减少反应器容积，从而节省基建投资和运行成本，近年来已展开相关研究。
ABR以其独特的相分离特点，受到国内外广泛研究。MBR通过膜的截留作用，使得污泥停留时间（SRT）不依赖于水力停留时间（HRT），富集大量微生物，同时膜过滤取代了传统生物工艺中的二沉池，减小占地面积，逐步运用于水处理领域。
本研究将ABR和MBR优化组合，构成新型反应器——CAB-MBR，将其用于生活污水的处理。
本研究在常温条件下在该反应器实现亚硝化启动过程，以实现同步短程硝化反硝化以及短程反硝化除磷效果。
1材料与方法
1.1实验用水
本研究反应器进水采用生活污水与模拟污水按体积比1：1混合，以保证进水水质相对波动较小。表1所示为生活污水水质以及混合进水情况。
模拟污水根据对苏州某污水处理厂进水水质的监测结果配制，主要碳源和氮源分别采用葡萄糖和氯化铵，葡萄糖浓度为540mg/L，NH4Cl为115 mg/L，另外加尿素为4 mg/L，KH2PO4为18mg/L，蛋白胨为150 mg/L以及乙酸、丙酸、丁酸、戊酸各1mL/L，同时投加300 mg/L的NaHCO3，维持反应器中pH的稳定。
1.2实验流程及装置
CAB-MBR由等体积三隔室ABR、好氧池和膜池组成，有效容积分别为8.6、2.7和3.1L，如图1所示。好氧池中布设穿孔管，通过曝气为活性污泥供氧及对膜进行擦洗，延缓膜污染。控制DO在1mg/L左右。
CAB-MBR设置2个混合液回流，通过控制上升流速，实现活性污泥在系统中循环，R1回流至ABR第1格室，以实现厌氧短程反硝化脱氮及厌氧释磷，R2回流至ABR第3格室，以创造缺氧环境，实现短程反硝化除磷。JBABR由自吸泵间歇抽吸出水，抽吸周期为12min/（包括10min抽吸和2min反冲洗）。
整个系统采用可编程逻辑控制器（PLC）进行恒定水位、出水泵和反冲洗泵的启闭的自动控制。通过在线监测仪实时监控ABR和MBR的DO、PH值等。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
研究所用膜组件为PVDF中空纤维微滤膜，膜孔径为0.1μm，过滤面积为0.15m2，采用真空压力表监测跨膜压差（TMP）变化，观察膜的污染状况，当TMP增至40kPa时对膜组件进行化学清洗。
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