復(fù)合式MBR同步脫氮除磷及膜污染控制研究.pdf

1、針對(duì)傳統(tǒng)好氧膜生物反應(yīng)器的弊端，對(duì)可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化脫氮除磷和抗污染的新型復(fù)合式MBR技術(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出由缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)組成并填裝織物型填料的新型復(fù)合式MBR，該復(fù)合式MBR具有同步脫氮除磷功效，可用于生活污水、城市污水等多種污水的處理和回用。
　　從復(fù)合式MBR中懸浮態(tài)污泥和附著態(tài)生物膜的生長、污泥的粘度變化、污泥顆粒粒徑分布和呼吸速率等方面考察了復(fù)合式MBR中污泥的特性。在系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行不排泥的條件下，反應(yīng)器中的MLSS濃度雖

2、然呈上升趨勢，但在90d的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，MLVSS/MLSS由0.93降低到0.72，同時(shí)活性污泥內(nèi)源呼吸比耗氧速率和外加碳源后的比耗氧速率也分別由6.67mgO2/gMLSS·h和28.6mgO2/gMLSS·h降低到1.05mgO2/gMLSS·h和3.56mgO2/gMLSS·h。由此可見，在膜生物反應(yīng)器中維持過高的污泥濃度將導(dǎo)致污泥活性降低。在好氧區(qū)填裝織物型填料后，填料上的最大生物膜量為0.15g/cm。隨著MLSS的增長，污泥

3、的粘度呈指數(shù)增長。復(fù)合式MBR中的污泥顆粒尺寸將會(huì)對(duì)膜污染產(chǎn)生影響，分析結(jié)果表明復(fù)合式MBR中的污泥顆粒尺寸都在2～180μm的范圍內(nèi)，由于曝氣所產(chǎn)生的切應(yīng)力使得復(fù)合式 MBR中的污泥顆粒粒徑較小，這個(gè)值要低于傳統(tǒng)活性污泥工藝中污泥顆粒粒徑的值。通過鏡檢和SEM照片發(fā)現(xiàn)，活性污泥和生物膜中的原生動(dòng)物和后生動(dòng)物在不同的運(yùn)行條件下表現(xiàn)較大差異。而當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的污泥以100％的回流比運(yùn)行時(shí)，活性污泥中的原生動(dòng)物出現(xiàn)的頻率大大減少，而生物膜仍保持

4、了豐富的原生動(dòng)物和后生動(dòng)物。
　　考察了F/M，C/N和回流比對(duì)復(fù)合式MBR脫氮的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：氨氮的降解速率隨F/M的增加變化較小，硝酸鹽氮的降解速率隨F/M的增加呈現(xiàn)出明顯地增加趨勢；NH4+-N在不同的C/N比下均表現(xiàn)出了良好的硝化性能，而對(duì)于TN的去除而言，在C/N由6～25增加的條件下，隨著C/N的提高TN的去除效率也逐漸升高；增加回流量可有效降低膜出水中硝態(tài)氮含量，但是隨著回流比的提高，TN去除率的增加趨勢變得緩慢，

5、因此建議在實(shí)際工程的設(shè)計(jì)中R的范圍應(yīng)取在1　　在復(fù)合式

6、MBR中磷的去除可通過生物除磷和投加硅藻土相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)，工藝運(yùn)行和實(shí)際試驗(yàn)的結(jié)果表明SRT＝20d是復(fù)合式MBR中可采用的最佳污泥齡。考察了C/N及污泥回流比對(duì)生物除磷的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)C/N比小于8時(shí)復(fù)合式MBR中的磷的生物去除有較為明顯的降低，而當(dāng)C/N大于等于8時(shí)碳源的充足均可實(shí)現(xiàn)對(duì)TP的理想去除效率；隨著回流比的增加，回流到厭氧區(qū)的好氧吸磷污泥量也增加，從而進(jìn)行厭氧釋磷的污泥量也隨之增加，但高回流比增加了系統(tǒng)運(yùn)行的能耗，

7、應(yīng)從能耗和投加除磷劑的費(fèi)用方面進(jìn)行比較后再?zèng)Q定采取哪一種提高除磷率的方法。試驗(yàn)表明單位質(zhì)量的硅藻土對(duì)混合液中TP的最大去除率為0.06gTP/g硅藻土。在對(duì)實(shí)際生活污水的處理中，在投加硅藻土20mg/L·d并控制SRT為20d的條件下獲得了較高的除磷效率，同時(shí)對(duì)復(fù)合式MBR脫氮效果的測定結(jié)果了表明，在強(qiáng)化除磷的運(yùn)行條件下，并未對(duì)復(fù)合式MBR脫氮效率產(chǎn)生影響。
　　借助原子力顯微鏡、掃描電鏡等手段對(duì)復(fù)合式MBR中平板膜污染現(xiàn)象進(jìn)行觀

8、測和分析，并通過反應(yīng)器中和膜表面EPS的提取和測定以及凝膠色譜對(duì)反應(yīng)器各區(qū)的分子量分布的測定得出平板膜污染主要受MLSS，EPS、污泥顆粒粒徑和好氧區(qū)上升流速的影響，最佳的MLSS濃度可控制在8000mg/L，最佳曝氣量為20L/min。同時(shí)填裝織物填料、投加硅藻土和污泥回流均可緩解平板膜的污染，也證明該反應(yīng)器從設(shè)計(jì)上講不僅有利用氮磷的同步去除，也利于膜污染的控制。
　　以EPS在膜表面的積累量為主要參數(shù)，得出復(fù)合式MBR中平板膜