平板膜-生物反應器工程化應用中的關(guān)鍵問題研究.pdf

1、膜-生物反應器作為一種新型、高效的污水處理技術(shù)，具有諸多傳統(tǒng)生物處理工藝所無法比擬的優(yōu)點，在近年來已經(jīng)廣泛應用于城市生活污水以及工業(yè)廢水的處理。目前，在國際膜-生物反應器市場上主要是平板膜-生物反應器和中空纖維膜-生物反應器兩種。平板膜與中空纖維膜相比，具有水力學條件易于控制、通量高、抗污染能力強和清洗更換方便等特點，能夠在更高污泥濃度條件下保持高通量穩(wěn)定運行。但是，我國的平板膜-生物反應器的研究明顯滯后，且平板膜-生物反應

2、器的應用比例遠遠小于中空纖維膜-生物反應器，而在國際的膜-生物反應器市場上，平板膜-生物反應器的應用比例達到了68％(截止至2006年)。因此，加大平板膜-生物反應器的研發(fā)力度，構(gòu)建我國膜-生物反應器的合理結(jié)構(gòu)和布局，促進膜-生物反應器在我國的均衡發(fā)展，對膜-生物反應器技術(shù)的發(fā)展及其在水污染控制和污水資源化的應用具有重要的意義。本論文主要借助于400m3/d規(guī)模的平板膜-生物反應器和幾套小試膜-生物反應器，跟蹤研究平板膜-生

3、物反應器在工程化應用中的主要問題。研究結(jié)論對平板膜-生物反應器在工程化應用中的設(shè)計及運行具有一定的借鑒和參考價值。建設(shè)了400m3/d的平板膜-生物反應器中水回用工程，并正常運行了一年半。該工程出水達到了《城市污水中水回用-雜排水水質(zhì)標準GBl8920-2002》中的水質(zhì)要求，可以回用做廠區(qū)綠化、洗車用水；技術(shù)經(jīng)濟分析表明，采用中水回用代替自來水，可年節(jié)約自來水費用15.94萬元；本工程的噸水能耗、清洗費用達到了國際同類產(chǎn)品

4、的相同水平，膜價格更是具有很大的優(yōu)勢。對平板膜-生物反應器的出水進行了長期跟蹤，發(fā)現(xiàn)無論進水如何變化，出水COD、氨氮和SS均較為穩(wěn)定；通過計算污泥的動力學系數(shù)表明，該工程的污泥凈產(chǎn)率系數(shù)Y=0.225kgMLVSS/kgCOD，內(nèi)源代謝系數(shù)Kd為0.0045 d-1。開發(fā)了膜組件邊側(cè)固定技術(shù)、自動在線清洗設(shè)備、可清洗式曝氣管、事故緊急處理系統(tǒng)等工程化應用中的關(guān)鍵技術(shù)，并在本工程上得到了成功的應用，，大大提高了工程的穩(wěn)定運行

5、能力，方便了操作管理。通過長期跟蹤膜污染規(guī)律發(fā)現(xiàn)，在20L/m2·h的通量下，正常運行TMP不超過20kPa，TMP增長到30kPa時就應進行在線化學清洗；處理化學一級強化處理后的城市污水時，平板膜的清洗周期比處理普通生活污水要短；對于不同水泵抽吸的上下支架，在上、下支架通量之比為1.15∶1的條件下，可以實現(xiàn)兩個支架TMP增長基本一致。針對典型的城市合流污水，平均COD/TN為8.0，利用AO膜-生物反應器，出水COD、

6、氨氮和TN去除率分別可以達到97％、99％和77．6％，出水能夠穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002》中的一級A標準；缺氧段HRT和硝化液回流比是TN去除的關(guān)鍵影響因素；在缺氧段HRT<3h條件下，增加缺氧段HRT能夠顯著提高TN去除率，而在缺氧段HRT＞3h條件下，增加缺氧段HRT對于總氮去除無影響；在回流比r＜100％條件下，增加r能夠顯著提高TN去除率，而在r＞100％條件下，增加r對于TN去除