缺氧好氧MBR工艺及膜性能的研究

第37卷第1期2011年1月水处理技术TECHNOIOGYOF、^fATERTREA：ⅢENTV01．37No．1Jan．，201191缺氧一好氧MBR工艺及膜性能的研究周磊，陈小刚，张洪林，李长波(辽宁石油化工大学环境与生物工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：研究了缺氧．好氧MBR工艺处理生活污水的特性。考察了系统的处理效果，系统对于浊度．COD、氨氮．总磷等指标表现出高且稳定的去除效果。通过对系统膜过滤压差变化的长期测定，在膜丝内部负压和膜面紊流形成的剪切力双重作用下，活性污泥在膜外表面局部沉积下来形成致密的滤饼，膜表面的滤饼层和凝胶层是引起膜污染的主要原因。空曝气和化学清洗对膜过滤压差的恢复是有效的。空曝气去除膜面污染，化学清洗可消除因膜孔堵塞引起的内部污染。关键词：缺氧．好氧MBR；活性污泥；膜污染；生活污水中图分类号：TQ028．8文献标识码：A文章编号：1000．3770(2011)01-0091-004由膜分离技术和牛物反应器相结合形成的生物化学反应系统一膜生物反应器B-3](Membranebiore．actor，MBR)，在水处理中的应用及其研究正备受人们关注。MBR主要是由膜组件和牛物反应器2部分组成。生物反应器是污染物降解的主要场所，而膜组件往往会根据水处理目的而选用不同类型的膜。由于MBR是生物反应器处理技术和膜处理技术的组合，毫无疑问它也综合了两者的特点；生物反应器内的微生物利用污水中的有机物进行生长繁殖，并逐渐开始在系统内形成适合有机污染物降解的微生物链，而膜的分离作用将微生物截留在生物反应器内，使污染物得到比较充分的氧化分解，最终出水得到了净化。由于膜的分离作用，生物反应器内的活性污泥浓度较传统的生物处理法要高，这就提高了污水的处理效率与出水水质，同时降低了运行过程的能耗。但膜生物反应器中膜污染以及使用寿命等依然是该技术需要解决的难题。所以对膜污染机理的进一步研究及有效防治措施的探讨还是膜生物反应器技术研究重点M。通过研究缺氧．好氧MBR系统对生活污水的处理，分析缺氧．好氧MBR运行中各参数之间的内部联系，确定最好的运行条件，从而为MBR处理废水的实际应用的可行性提供参考依据。本文主要在不排泥并且出水流量恒定的情况下研究缺氧．好氧MBR工艺对生活污水的处理性能。具体从以下2方面进行了研究：(1)该工艺处理牛活污水的运行特性：主要测定浊度、COD、氨氮、总磷等指标的去除效果。(2)膜污染机理的研究：长期运行中膜过滤压差变化趋势，得出膜分离的影响因素：膜上微生物对膜污染的影响：膜清洗的研究。1试验部分1．1工艺流程工艺流程如图1所示。图l缺菹．好氧MBR工艺流程Fig．1Anoxic-aerobicMBRprocess1．2分析项目【q温度：直读法，水银温度计；浊度：浊度仪法，光电浊度测定仪；COD：重铬酸钾法；氨氮：纳氏试剂收稿日期：2010-04-06作者简介：周磊(1982--)，男，硕士研究生，研究方向为废弃物及其资源化；联系电话：13591531132：E-mail：z143796082@yahoo．com．on万方数据水处理技术第37卷第1期比色法，VIS．7220分光光度计；总磷：过硫酸钾消解一铝锑抗分光光度法，VIS．7220分光光度计。2结果与讨论2．1污染物去除效果2．1．1浊度的去除效果浊度的去除效果如图2所示。由图2可知，原水中含有大量的固体悬浮物，浊度较大，经过缺氧．好氧MBR系统中微生物的作用，有效的去除了水中的悬浮物质，浊度减小到了2—21NTU，去除率高达94％。而膜对胶体物质的高效截留作用网，更保证了出水浊度始终在O～lNTU左右，平均去除率可达99％以上。结果表明，原水中一部分形成浊度的有机物被反应器中活性污泥降解合成自身所需的有机细胞物质，再加上膜本身及膜表面污泥沉积层的截留作用，使得膜生物反应器对浊度有良好的去除效果。2．1．2COD的去除效果COD的去除效果如图3所示。试验过程中，进水COD基本为218，．'-653mg·L～，而出水COD可稳定在20mg·L--以下，系统COD总去除率在96％以上。由图3可知，好氧区上清液(经过滤后)COD平均为69mg·L．-，说明COD的去除仍主要依靠微生物，通过微生物降解平均去除率为83．3％。而膜对700600o50000400E舀300820010000102030405060运行时间，d图3进出水COD随时间的变化Fig．3CODchangeswithtimeCOD去除起到了强化作用，使去除率提高了12．7％。MBR系统膜及膜表面凝胶层的强化过滤可有效改善出水水质和提高系统抗有机负荷冲击能力。2．1．3氨氮的去除效果氨氮的去除效果如图4所示。由图4可知，系统对氨氮的去除率很高，反应器中的微生物表现出很高的硝化能