LEVAPOR-MBBR工藝處理RO濃水解決方案
來源：桂林德(de)態環保科技有(you)限公司 閱讀(du)：53478 更新時間：2024-10-21 09:131.污(wu)水廠廢水概況及擬采(cai)用技術介(jie)紹
1.1項目污水特殊性
該污(wu)水(shui)(shui)處理廠主要(yao)(yao)來源于(yu)普(pu)通生(sheng)活污(wu)水(shui)(shui)、少量工業廢水(shui)(shui)組成的綜合(he)廢水(shui)(shui)，達(da)標(biao)排(pai)放的污(wu)水(shui)(shui)經過超濾、RO處理后回(hui)用，產生(sheng)5000m3/d的RO濃(nong)水(shui)(shui)。濃(nong)水(shui)(shui)COD約150mg/L，TN約為70mg/l，氨氮基本沒有(you)(you)，TP約為6mg/L，電導率約為10000us/cm，屬于(yu)高鹽度有(you)(you)機廢水(shui)(shui)。其(qi)特(te)點(dian)是鹽度高，微生(sheng)物培養困難(nan)；TN高，基本上(shang)為硝態氮；COD低，可生(sheng)化(hua)性(xing)較差；是一種高鹽、高氮、低B/C、低C/N的有(you)(you)機廢水(shui)(shui)，嚴重缺乏碳源。其(qi)處理主要(yao)(yao)目標(biao)是除去(qu)TN和COD，使其(qi)達(da)到國家一級A排(pai)放標(biao)準要(yao)(yao)求。
1.2 LEVAPOR- MBBR工藝
LEVAPOR- MBBR工藝(yi)是20世紀(ji)90年代由(you)德國提(ti)出的(de)(de)(de)污水(shui)處(chu)理(li)系統(tong)新工藝(yi)，2009年后(hou)傳入我國，主要用于城(cheng)鎮污水(shui)處(chu)理(li)廠提(ti)標(biao)(biao)、擴容改(gai)造(zao)；高濃度、難降解(jie)有(you)機廢水(shui)處(chu)理(li)和污水(shui)系統(tong)深度處(chu)理(li)等3大領域。其原理(li)是通過向生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應池(chi)投加一定量(liang)的(de)(de)(de)懸浮載(zai)(zai)體，使活性(xing)(xing)污泥系統(tong)生(sheng)物(wu)(wu)量(liang)大大提(ti)高，而(er)懸浮載(zai)(zai)體同時還(huan)具有(you)活性(xing)(xing)污泥的(de)(de)(de)高傳質混合特(te)征（不同于常規的(de)(de)(de)接觸氧化填料），大大提(ti)高系統(tong)容積負荷率、同時載(zai)(zai)體上吸附(fu)大量(liang)硝化菌群，形成特(te)有(you)的(de)(de)(de)硝化生(sheng)物(wu)(wu)膜，解(jie)決(jue)冬(dong)季低溫氨氮(dan)超標(biao)(biao)問題和活性(xing)(xing)污泥反(fan)應中硝化和脫(tuo)磷的(de)(de)(de)矛(mao)盾； LEVAPOR載(zai)(zai)體獨(du)有(you)的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)氧梯度，使其具有(you)同步(bu)硝化反(fan)硝化和短程硝化反(fan)硝化能力，節省碳源，實現低碳氮(dan)比(bi)條(tiao)件下(xia)生(sheng)物(wu)(wu)脫(tuo)氮(dan)。
其特(te)點是聚(ju)氨酯載體(ti)內(nei)含有30%的粉末活(huo)性炭(tan)，使(shi)其比表面積高達20000m2/m3以上(shang)，因(yin)此其生(sheng)物(wu)(wu)(wu)掛膜快，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜量高達120g/m3以上(shang)，載體(ti)投(tou)配量僅為15%。特(te)別可貴的， LEVAPOR載體(ti)獨特(te)結構和(he)活(huo)性炭(tan)成(cheng)分，使(shi)其具有溶氧梯(ti)度特(te)征，通過MBBR改造使(shi)好氧生(sheng)物(wu)(wu)(wu)反(fan)應池輕松獲得同(tong)步硝化反(fan)硝化和(he)短程硝化反(fan)硝化能力，能在低(di)碳(tan)氮比條件下(xia)實現(xian)部分生(sheng)物(wu)(wu)(wu)脫(tuo)氮，節省大(da)量碳(tan)源(yuan)和(he)運行費用。
2.中試目標
本項目(mu)(mu)中試目(mu)(mu)標(biao)是(shi)：通過(guo)中試，明確(que)LEVAPOR載(zai)體生物掛膜特征；通過(guo)中試，確(que)定(ding)LEVAPOR載(zai)體在缺氧(yang)條件(jian)下，對(dui)反硝化(hua)脫氮(dan)和(he)水(shui)解效(xiao)率的(de)影響；了(le)解LEVAPOR-MBBR工(gong)(gong)藝的(de)生物脫氮(dan)能(neng)力，特別是(shi)好氧(yang)池中載(zai)體的(de)同步(bu)硝化(hua)反硝化(hua)和(he)短(duan)程硝化(hua)反硝化(hua)能(neng)力，以找到在高(gao)鹽、低碳(tan)源(yuan)(yuan)的(de)原水(shui)條件(jian)下，能(neng)有效(xiao)節省碳(tan)源(yuan)(yuan)的(de)生物脫氮(dan)工(gong)(gong)藝，為本項目(mu)(mu)工(gong)(gong)程設計提供依據。
3. 試驗(yan)方法
中(zhong)試設(she)備的設(she)計(ji)基本按原有工藝停留時(shi)間設(she)計(ji)，反應池設(she)計(ji)為(wei)(wei)2個(ge)，內置攪拌泵(beng)和微孔曝氣系統，可(ke)以進行缺氧反硝化和好氧生物氧化，一(yi)個(ge)為(wei)(wei)投(tou)加15% LEVAPOR生物膜載(zai)體(ti)（體(ti)積比）， 一(yi)個(ge)為(wei)(wei)對照池，僅做活性(xing)污(wu)泥試驗(yan)。
試驗用水采(cai)用污(wu)水處理廠提供的RO濃水水樣，其水質指(zhi)標(biao)為：
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水(shui)樣 |
COD |
BOD |
氨氮 |
總(zong)氮 |
電導率 |
PH |
|
RO濃水(shui)原(yuan)水(shui) |
194 |
20 |
0 |
129 |
10334 |
7 |
反應器運行采用(yong)A/O方式，在高鹽(yan)微生(sheng)物(wu)培(pei)養和馴化(hua)基礎上，投入原水先缺氧(yang)反硝化(hua)處理一段(duan)時(shi)間，而后，采用(yong)好氧(yang)處理一段(duan)時(shi)間，考察不同(tong)工藝缺氧(yang)反硝化(hua)、厭氧(yang)水解、好氧(yang)生(sheng)物(wu)氧(yang)化(hua)效果(guo)。
4. 污泥整合和培養
基本按(an)污(wu)水(shui)廠原水(shui)電導率指標人工(gong)配(pei)(pei)制(zhi)污(wu)水(shui)，碳源用(yong)(yong)蔗糖，氮源用(yong)(yong)氯(lv)化(hua)銨，鹽(yan)度用(yong)(yong)海鹽(yan)配(pei)(pei)制(zhi)，利用(yong)(yong)上述二組(zu)(zu)反(fan)應(ying)器(qi)，投加3000mg/L污(wu)水(shui)廠濃縮(suo)污(wu)泥(ni)，加入人工(gong)污(wu)水(shui)，悶曝(pu)24小時(shi)，按(an)22小時(shi)一個運行周(zhou)期，2小時(shi)沉淀，排上清液(ye)，逐步增(zeng)加人工(gong)配(pei)(pei)水(shui)鹽(yan)度，連續(xu)運行17天，馴化(hua)污(wu)泥(ni)，使載(zai)(zai)體二次掛膜。其中初次培養(yang)3天，0.5%鹽(yan)度培養(yang)液(ye)培養(yang)7天，1%鹽(yan)度培養(yang)液(ye)培養(yang)7天。采用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)物促生(sheng)(sheng)技(ji)(ji)術和(he)微生(sheng)(sheng)物定(ding)向擴增(zeng)技(ji)(ji)術進行混合培養(yang)，微生(sheng)(sheng)物整(zheng)合完成后，將整(zheng)合后微生(sheng)(sheng)物進行離(li)心脫水(shui)，分(fen)置于二個缺(que)氧(yang)(yang)好氧(yang)(yang)反(fan)應(ying)器(qi)，其中1#反(fan)應(ying)器(qi)投加載(zai)(zai)體，2#反(fan)應(ying)器(qi)為(wei)對照組(zu)(zu)。
5. 中(zhong)試(shi)調試(shi)和運行情況
項目試驗調試分兩個階(jie)段，6月5日(ri)--6月22日(ri)為(wei)(wei)系統(tong)污泥馴化和(he)載體掛膜階(jie)段，6月23日(ri)—28日(ri)為(wei)(wei)運行試驗階(jie)段，直接用污水廠原水進(jin)行運行，分別(bie)在反應器缺氧和(he)好氧條件(jian)下試驗。
5.1污(wu)泥馴化載體掛膜狀況
從6月(yue)5日(ri)(ri)(ri)開始(shi)污(wu)泥(ni)(ni)馴(xun)(xun)化(hua)和(he)(he)載(zai)體掛膜。6月(yue)5日(ri)(ri)(ri)-8日(ri)(ri)(ri)，用電導率(lv)300us/cm自來水(shui)配置(zhi)人工(gong)污(wu)水(shui)，二組處(chu)理均(jun)能有效去(qu)(qu)除COD和(he)(he)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)，表明(ming)污(wu)泥(ni)(ni)系統(tong)能很好地適(shi)應(ying)(ying)人工(gong)配水(shui)；隨(sui)(sui)后(hou)，將原(yuan)水(shui)鹽(yan)度(du)提(ti)高(gao)(gao)至0.5%，進(jin)行(xing)污(wu)泥(ni)(ni)整(zheng)合和(he)(he)馴(xun)(xun)化(hua)，試驗開始(shi)時，由于污(wu)泥(ni)(ni)和(he)(he)污(wu)水(shui)尚不適(shi)應(ying)(ying)，至6月(yue)10日(ri)(ri)(ri)，由于污(wu)泥(ni)(ni)發生(sheng)不同程度(du)水(shui)解，COD和(he)(he)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)經過處(chu)理后(hou)均(jun)有一(yi)(yi)定(ding)上(shang)(shang)升；隨(sui)(sui)著(zhu)污(wu)泥(ni)(ni)馴(xun)(xun)化(hua)，系統(tong)逐步(bu)正常， 6月(yue)12日(ri)(ri)(ri)開始(shi)，系統(tong)開始(shi)對(dui)COD、氨(an)氮(dan)(dan)(dan)有一(yi)(yi)定(ding)去(qu)(qu)除，隨(sui)(sui)后(hou)，系統(tong)對(dui)COD、NH3-N、TN去(qu)(qu)除率(lv)穩步(bu)提(ti)高(gao)(gao)，至6月(yue)15日(ri)(ri)(ri)，1#反(fan)應(ying)(ying)器COD和(he)(he)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)去(qu)(qu)除率(lv)分(fen)(fen)別達到(dao)86.8%和(he)(he)87.4%，2#反(fan)應(ying)(ying)器COD和(he)(he)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)去(qu)(qu)除率(lv)分(fen)(fen)別達到(dao)75.8%和(he)(he)59.6%，這(zhe)表明(ming)系統(tong)微生(sheng)物已初(chu)步(bu)適(shi)應(ying)(ying)了0.5%的鹽(yan)度(du)污(wu)水(shui)環(huan)境。隨(sui)(sui)后(hou)，將原(yuan)水(shui)鹽(yan)度(du)提(ti)高(gao)(gao)至1%，進(jin)行(xing)污(wu)泥(ni)(ni)整(zheng)合和(he)(he)馴(xun)(xun)化(hua)，試驗開始(shi)時，和(he)(he)第一(yi)(yi)周馴(xun)(xun)化(hua)試驗表現(xian)出(chu)相似的規律(lv)，COD和(he)(he)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)經過處(chu)理后(hou)均(jun)有一(yi)(yi)定(ding)上(shang)(shang)升；隨(sui)(sui)著(zhu)污(wu)泥(ni)(ni)馴(xun)(xun)化(hua)，系統(tong)逐步(bu)正常，至6月(yue)22日(ri)(ri)(ri)，1#反(fan)應(ying)(ying)器COD和(he)(he)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)去(qu)(qu)除率(lv)分(fen)(fen)別達到(dao)78%和(he)(he)64.7%，2#反(fan)應(ying)(ying)器COD和(he)(he)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)除去(qu)(qu)率(lv)分(fen)(fen)別達到(dao)72%和(he)(he)24.8%，這(zhe)表明(ming)系統(tong)微生(sheng)物已初(chu)步(bu)適(shi)應(ying)(ying)了1%的鹽(yan)度(du)污(wu)水(shui)環(huan)境，對(dui)COD和(he)(he)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)表現(xian)出(chu)一(yi)(yi)定(ding)的去(qu)(qu)除效果(guo)。
值得注(zhu)意的是，在系(xi)統(tong)污泥(ni)馴(xun)化和掛膜期間(jian)，MBBR組(zu)(zu)對(dui)COD、NH3-N去除(chu)率(lv)(lv)始(shi)終高于對(dui)照組(zu)(zu)，而(er)且更容易穩定，至6月22日，MBBR組(zu)(zu)對(dui)COD、NH3-N去除(chu)率(lv)(lv)分(fen)別(bie)為80.5%、64.7%，而(er)對(dui)照組(zu)(zu)除(chu)去率(lv)(lv)分(fen)別(bie)為72.3%、24.8%，明(ming)顯(xian)低于MBBR組(zu)(zu)。這(zhe)表(biao)明(ming)投加LEVAPOR載體后，系(xi)統(tong)污泥(ni)更容易馴(xun)化，系(xi)統(tong)對(dui)COD、NH3-N去除(chu)能力(li)明(ming)顯(xian)提高。
5.2 缺氧運行時(shi)反(fan)硝化脫氮和水解效率
微生(sheng)物整(zheng)合完成后，將整(zheng)合后微生(sheng)物進(jin)行離心脫水，分置于二(er)個缺氧(yang)(yang)好氧(yang)(yang)反(fan)應器(qi)(qi)，反(fan)應器(qi)(qi)內設置水泵(beng)攪拌系(xi)統和微孔曝(pu)氣系(xi)統，其中一個反(fan)應器(qi)(qi)（1#）投(tou)(tou)放(fang)15%（體(ti)積比）LEVAPOR載體(ti)，另一個（2#）不投(tou)(tou)放(fang)載體(ti)。考慮到COD較高時有利(li)于高鹽微生(sheng)物的培養(yang)，按TN的6倍投(tou)(tou)加碳源(yuan)（葡萄糖），二(er)組(zu)反(fan)應器(qi)(qi)進(jin)行缺氧(yang)(yang)處理，比較二(er)個反(fan)應器(qi)(qi)缺氧(yang)(yang)反(fan)硝化脫氮和水解酸化性能。
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水(shui)樣(yang) |
1# |
2# |
||||||
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TN (mg/L) |
COD (mg/L) |
BOD (mg/L) |
B/C （%） |
TN (mg/L) |
COD (mg/L) |
BOD (mg/L) |
B/C （%） |
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運行(xing)前 |
129 |
970 |
796 |
82.1 |
129 |
970 |
796 |
82.1 |
|
6h |
33.2 |
|
|
|
98.1 |
|
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|
|
12h |
13.6 |
642 |
523 |
81.5 |
72 |
811 |
645 |
79.5 |
試驗(yan)表明，經(jing)過6h缺(que)氧(yang)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)后(hou)，加(jia)(jia)(jia)載(zai)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)未(wei)加(jia)(jia)(jia)載(zai)體(ti)(ti)(ti)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)組TN由129mg/l分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)降至(zhi)33.2mg/L和(he)(he)98.1mg/L，繼續缺(que)氧(yang)至(zhi)12h，TN分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)降至(zhi)13.6mg/L 和(he)(he)72mg/L，TN 12h去(qu)除(chu)(chu)率分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)89.5%和(he)(he)44.2%，投加(jia)(jia)(jia)LEVAPOR載(zai)體(ti)(ti)(ti)后(hou)反(fan)(fan)應器對(dui)TN去(qu)除(chu)(chu)能力提(ti)(ti)(ti)高了2倍，經(jing)過12h處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)后(hou)反(fan)(fan)應器污水TN已達到一級(ji)A標準。為(wei)(wei)了驗(yan)證(zheng)二(er)(er)組反(fan)(fan)應器對(dui)原(yuan)水可生(sheng)化性提(ti)(ti)(ti)高的(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)效(xiao)果(guo)，分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)測試二(er)(er)組反(fan)(fan)應器12h前(qian)后(hou)COD、BOD變化，原(yuan)水投加(jia)(jia)(jia)一定量葡萄糖后(hou)，使其(qi)COD和(he)(he)BOD分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)970mg/L和(he)(he)796mg/L, 經(jing)過缺(que)氧(yang)12h處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)后(hou)，加(jia)(jia)(jia)載(zai)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)未(wei)加(jia)(jia)(jia)載(zai)體(ti)(ti)(ti)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)組的(de)COD和(he)(he)BOD分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)642mg/L、523mg/L和(he)(he)811mg/L、645mg/L，B/C分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)81.5%和(he)(he)79.7%；考(kao)慮到脫(tuo)氮(dan)過程消耗(hao)的(de)BOD，以(yi)原(yuan)水COD和(he)(he)BOD計算，在處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)前(qian)COD和(he)(he)BOD分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)194mg/L和(he)(he)20mg/L，其(qi)B/C為(wei)(wei)10.3%；運行后(hou)加(jia)(jia)(jia)載(zai)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)未(wei)加(jia)(jia)(jia)載(zai)體(ti)(ti)(ti)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)組的(de)BOD分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)57mg/L和(he)(he)12mg/L，按原(yuan)水COD 194mg/L計算，其(qi)B/C分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)(bie)為(wei)(wei)29.4%和(he)(he)6.2%，顯(xian)示缺(que)氧(yang)反(fan)(fan)硝化過程中(zhong)，通過水解(jie)、酸化反(fan)(fan)應，明顯(xian)提(ti)(ti)(ti)高了原(yuan)水可生(sheng)化性，投加(jia)(jia)(jia)載(zai)體(ti)(ti)(ti)對(dui)水解(jie)酸化過程有明顯(xian)的(de)增(zeng)效(xiao)作(zuo)用(yong)，其(qi)B/C是未(wei)投加(jia)(jia)(jia)載(zai)體(ti)(ti)(ti)組的(de)4.7倍。
5.3 好(hao)氧運(yun)行時對(dui)污染物除去效(xiao)率
本項目中(zhong)試(shi)在缺氧處理12h基礎上(shang)，曝氣8h，測試(shi)二(er)個(ge)反應器COD，繼續曝氣4h，測試(shi)二(er)個(ge)反應器COD和TN。
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水(shui)樣 |
1# |
2# |
||
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TN (mg/L) |
COD (mg/L) |
TN (mg/L) |
COD (mg/L) |
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運(yun)行(xing)前 |
13.6 |
642 |
72 |
811 |
|
8h |
|
63.4 |
|
182.1 |
|
4h |
6.4 |
41.2 |
69.8 |
98.7 |
反應前，加LEVAPOR載體(ti)(ti)和未加載體(ti)(ti)處理組的COD分別(bie)為642mg/L和811mg/L，反應8h，加載體(ti)(ti)和未加載體(ti)(ti)處理組COD分別(bie)降(jiang)至(zhi)63.4mg/L和182.1mg/L，繼續曝氣至(zhi)4h，COD分別(bie)降(jiang)至(zhi)41.2mg/L和98.7mg/L，去(qu)(qu)除率分別(bie)為93.6%和87.8%，前者出(chu)水指(zhi)標(biao)已達到一(yi)級A標(biao)準，去(qu)(qu)除率明顯(xian)高于未投(tou)加載體(ti)(ti)組，考察二組對TN去(qu)(qu)除效果，經過12h好氧運行，加LEVAPOR載體(ti)(ti)組TN降(jiang)至(zhi)6.4mg/L，去(qu)(qu)除率可達52.9%，好氧LEVAPOR-MBBR系統發生了同步硝(xiao)化(hua)反硝(xiao)化(hua)和短程硝(xiao)化(hua)反硝(xiao)化(hua)，而對照組基本上沒有TN除去(qu)(qu)能力。
本(ben)項目中試試驗結(jie)果表明(ming)，通(tong)過LEVAPOR-MBBR對缺氧(yang)和好氧(yang)反應器改造，結(jie)合高(gao)鹽(yan)微(wei)生物整合、定(ding)向擴(kuo)增(zeng)和馴化等技術，能大(da)大(da)提高(gao)高(gao)鹽(yan)濃水(shui)TN處(chu)理(li)效率，實(shi)(shi)現TN達(da)標排放。同時提高(gao)了(le)原水(shui)可(ke)生化性(xing)，通(tong)過好氧(yang)處(chu)理(li)，實(shi)(shi)現COD達(da)標排放。
6. 總(zong)結(jie)
LEVAPOR MBBR工(gong)藝(yi)通(tong)(tong)過(guo)(guo)提高(gao)生物量、特別(bie)是(shi)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)菌群，提高(gao)系(xi)統(tong)生化(hua)(hua)處理效率，特別(bie)是(shi)低(di)溫條件下硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)效率，大(da)(da)大(da)(da)提高(gao)氨氮(dan)(dan)除去率；通(tong)(tong)過(guo)(guo)載體特有的溶解氧(yang)梯度，實(shi)現同步硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)和短(duan)程硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)，節省碳源，實(shi)現低(di)碳氮(dan)(dan)比(bi)條件下生物脫氮(dan)(dan)，使(shi)系(xi)統(tong)獲(huo)得一定脫氮(dan)(dan)能(neng)力(li)；中試運行過(guo)(guo)程中，LEVAPOR載體在投配比(bi)15%的情(qing)況下, 使(shi)系(xi)統(tong)的生物氧(yang)化(hua)(hua)、硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)、生物脫氮(dan)(dan)能(neng)力(li)大(da)(da)大(da)(da)提高(gao)。
201507211212219216.zip 