一體式MBR處理生活污水膜污染機(jī)理的試驗(yàn)研究.pdf

1、城市生活污水的再生利用是開源節(jié)流、減輕水體污染、改善生態(tài)環(huán)境、解決城市缺水的有效途徑之一。傳統(tǒng)的水處理工藝由于其本身的局限性較難滿足以再生回用為目的的污水深度處理小型化、設(shè)備化的要求。因此，探求新型的污水處理與回用技術(shù)成為一個(gè)亟待解決的課題。傳統(tǒng)活性污泥法與膜技術(shù)的組合與集成是一種目前研究與應(yīng)用較多的方法。膜生物反應(yīng)器采用了膜組件作為分離手段，克服了傳統(tǒng)生物處理方法的缺點(diǎn)，擁有諸多優(yōu)勢，作為中水回用的一種重要的技術(shù)手段成為近年來研究的熱

2、點(diǎn)。
　　 針對(duì)膜生物反應(yīng)器應(yīng)用的瓶頸-膜污染問題，本研究以取自市政管網(wǎng)的生活污水作為研究對(duì)象，在近一年的連續(xù)運(yùn)行中對(duì)一體式中空纖維膜生物反應(yīng)器長期運(yùn)行的處理效果；膜污染的發(fā)展變化過程；膜污染過程的模型分析；啟動(dòng)壓力以及抽吸時(shí)間、曝氣量對(duì)膜污染速率的影響；反應(yīng)器內(nèi)微生物的演變及其對(duì)膜污染的影響；膜表面的污染物組成；污染膜的清洗方法；膜阻力的分布等進(jìn)行了研究。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)反應(yīng)器對(duì)CODcr的去除效果良好，并具

3、有較好的耐沖擊性能。出水CODcr在8～20mg/l，去除率為85％～100％，平均去除率為93％。反應(yīng)器對(duì)氨氮的去除也較好，出水氨氮值為0.04～5.42 mg/l，去除率為80％～99％，平均91％。單純的好氧膜生物反應(yīng)器對(duì)磷的去除效果不佳。出水濁度始終保持在0.5NTTU以下，在出水中幾乎檢測不出SS。
　　 在反應(yīng)器長期運(yùn)行中對(duì)膜污染的發(fā)展過程進(jìn)行了檢測和模型分析。膜污染先后經(jīng)歷了膜孔阻塞、形成凝膠層和濾餅層等階段。在過

4、濾的初期，膜阻力主要受到膜自身阻力控制，污染物尚未對(duì)膜造成很大影響。隨著過濾過程的進(jìn)行，污染物質(zhì)開始進(jìn)入膜孔，與膜孔徑相當(dāng)?shù)念w粒將膜孔阻塞，小于膜孔徑的顆粒進(jìn)入膜孔吸附在孔壁上，這時(shí)膜阻力受膜孔阻塞控制，膜通量下降明顯。然后由于濃差極化形成的凝膠層，大量的活性污泥絮體開始沉積在膜絲的表面，使水通量進(jìn)一步下降，最終達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，膜通量也基本穩(wěn)定。當(dāng)然這三個(gè)過程的劃分并不是絕對(duì)的，在某一污染形式占主導(dǎo)的時(shí)期內(nèi)也可能伴隨其他形式的污染，擬

5、合時(shí)部分交界處數(shù)據(jù)重合也說明了這點(diǎn)。
　　 增加曝氣量，減少抽吸時(shí)間，延長停吸時(shí)間有利于減緩膜污染，3種因素對(duì)歸一化比膜通量下降率影響程度的大小順序?yàn)槠貧?停吸時(shí)間>抽吸時(shí)間。綜合考慮能耗、產(chǎn)水量和控制膜污染，確定了膜生物反應(yīng)器長期運(yùn)行的最佳操作參數(shù)為：曝氣量0.72m3/h，抽吸時(shí)間10min，停吸時(shí)間5min。試驗(yàn)表明低壓操作有利于減緩膜污染，本試驗(yàn)在長期運(yùn)行中選擇啟動(dòng)壓力為0.015MPa。
　　 MBR微生物種群

6、變化呈現(xiàn)一定規(guī)律：游動(dòng)型纖毛蟲、累枝鐘蟲、表殼蟲、紅斑瓢體蟲交替成為優(yōu)勢種群。其發(fā)展變化與活性污泥特性有著緊密關(guān)系，而污泥狀態(tài)直接影響著膜污染。污泥狀態(tài)惡化時(shí)膜污染速度為污泥狀態(tài)良好時(shí)的6倍。在清水測試中，通過清洗，膜通量能恢復(fù)到新膜清水通量的94％。在整個(gè)的清洗過程中，通過簡單的機(jī)械清洗，膜通量已恢復(fù)到了新膜的64％，其后的第一次堿洗，膜通量增加了新膜清水通量的19％，后面的酸沈堿洗膜通量共增加11％。各部分阻力中，濾餅層的阻力占絕大