MFC-厭氧MBR耦合系統(tǒng)運行效果及膜污染特性研究.pdf

1、厭氧膜生物反應器具有能耗低、水力負荷高、處理效果好且可產(chǎn)生天然氣等優(yōu)點,是一種極具發(fā)展前景的新技術。但是它的膜污染機理更加復雜,控制更加困難。本實驗提出了利用微生物燃料電池內部特殊的電化學環(huán)境來延緩膜污染的方法,期待在有效延長膜運行時間的同時可以增強污水處理效果。
　　實驗通過分析各種因素對出水水質及膜污染狀況的影響,確定了一組最佳值并在此條件下對膜污染的控制機理進行了探討。
　　結果表明,對膜污染而言,水力負荷的沖擊要遠強

2、于電場的緩解作用,表現(xiàn)為隨著水力負荷的減小,膜運行時間變長。此外,外電阻的減小同樣會有助于提高COD降解效果與膜污染控制效果,卻會通過影響兩室pH對氨氮去除造成一定程度的阻礙。但就MFC產(chǎn)電效能來說,100Ω外阻更加接近系統(tǒng)內阻,因此其功率密度最大,為0.40Wm-3NCC。最后,實驗考查了硝氮濃度對系統(tǒng)的影響。結果顯示,過高的硝氮濃度雖然會導致COD與氨氮的處理效果增強,同時膜運行時間變長,但硝氮的去除率卻大幅降低。通過綜合比較出水效

3、果與膜運行時間,我們選擇了1.59kgm-3NCCd-1的水力負荷、100Ω外阻及30mg/L的硝氮濃度作為下一輪實驗的條件。在此條件下,COD與氨氮的去除率高達89.56％與59.38%,膜運行時間為248h。
　　為了深入研究MFC對膜污染的控制機理,實驗分別對MFC-厭氧MBR系統(tǒng)進行了短期與長期過濾實驗。結果表明,短期實驗中閉路系統(tǒng)膜污染速率均低于開路系統(tǒng),并且長期過濾實驗中,閉路系統(tǒng)的膜污染控制效果更加顯著,表明陰極不銹

4、鋼網(wǎng)與荷負電膜污染物質間的靜電排斥力并不是該系統(tǒng)膜污染緩解的唯一因素。通過對兩套系統(tǒng)陰極室污泥性質變化的分析,結果表明,閉路系統(tǒng)陰極室污泥具有較低的zeta電位,這是由EPS中較高的蛋白質含量所導致的。此外上清液中的SMP以及蛋白質含量相對較低,進而延緩系統(tǒng)膜污染進程。
　　MFC-厭氧MBR系統(tǒng)的膜污染控制機理主要有以下兩點:①陰極不銹鋼網(wǎng)與污泥顆粒之間的排斥力,這主要表現(xiàn)為MFC內電場中帶負電物質會產(chǎn)生與質子相反方向的遷移。并