动态膜生物反应器处理生活污水的实验研究

第２１卷第１期２０１３年２月安徽建筑工业学院学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆ＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ．２１Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１３收稿日期：２０１２－１２－３１基金项目：国家科技支撑计划子课题（２０１１ＢＡＪ０３Ｂ０４－３－２）；安徽省教育厅资助项目（ＫＪ２０１１Ｂ０４８）；安徽建筑工业学院大学生科技创新项目（Ｃ１２０１７）。作者简介：伍昌年（１９７３－），男，讲师，博士，主要研究方向为污染控制与水处理技术。动态膜生物反应器处理生活污水的实验研究伍昌年，凌琪，李晶，李祖成，宋箭，徐丽，冯纪明（安徽建筑工业学院环境与能源工程学院，安徽合肥２３０６０１）摘要：选用１００目的尼龙布作为自生生物动态膜反应器的基材处理生活污水，结果表明，在整个实验期间反应器出水水质良好，出水ＣＯＤ和ＮＨ３－Ｎ的平均值分别为３６．３ｍｇ／Ｌ和２．６４ｍｇ／Ｌ，ＳＳ和浊度分别在７ｍｇ／Ｌ、５．０ＮＴＵ以下，且出水能达到城市生活杂用水质标准（ＧＢ／Ｔ１８９２０－２００２）。关键词：动态膜；膜生物反应器；生活污水中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：Ａ文章编号：１００６－４５４０（２０１３）０１－０９４－０３ＳｔｕｄｙｏｎｄｏｍｅｓｔｉｃｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｂｙｄｙｎａｍｉｃｍｅｍｂｒａｎｅｂｉｏｒｅａｃｔｏｒＷＵＣｈａｎｇｎ－ｉａｎ，ＬＩＮＧＱｉ，ＬＩＪｉｎｇ，ＬＩＺｕ－ｃｈｅｎｇ，ＳＯＮＧＪｉａｎ，ＸＵＬｉ，ＦＥＮＧＪｉ－ｍｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＥｎｅｒｇｙＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｈｅｆｅｉ，２３０６０１）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｙｌｏｎｍｅｓｈｏｆ１００ｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄａｓａｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｏｆｓｅｌｆ－ｆｏｒｍｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｍｅｍ－ｂｒａｎｅｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ（ＤＭＢＲ）ａｎｄｔｏｔｒｅａｔｄｏｍｅｓｔｉｃｓｅｗａｇｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅＣＯＤａｎｄＮＨ３－Ｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｅｆｆｌｕｅｎｔｗｅｒｅ３６．３ｍｇ／Ｌａｎｄ２．６４ｍｇ／Ｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔＳＳａｎｄｔｕｒ－ｂｉｄｉｔｙｗｅｒｅｂｅｌｏｗ７ｍｇ．／Ｌ、５．０ＮＴＵ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｇｏｏｄｅｆｆｌｕｅｎｔｑｕａｌｉｔｙｃｏｕｌｄｒｅａｃｈｔｈｅｒｅｕｓｅｏｆｕｒｂａｎｒｅｃｙｃｌｉｎｇｗａｔｅｒ—ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｕｒｂａｎｍｉｓｃｅｌｌａｎｅｏｕｓｗａｔｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ（ＧＢ／Ｔ１８９２０－２００２）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｙｎａｍｉｃｍｅｍｂｒａｎｅ；ｍｅｍｂｒａｎｅｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ；ｄｏｍｅｓｔｉｃｓｅｗａｇｅ膜生物反应器（ＭｅｍｂｒａｎｅＢｉｏｒｅａｃｔｏｒ，ＭＢＲ）是膜分离技术与生物技术相结合的一种污水处理工艺。它具有以下优点：以膜分离取代二沉池，可完全去除悬浮固体；基于膜分离的作用，可将二沉池无法截留的微生物和难降解的大分子有机物截留在生物反应池中。但是由于存在膜价格昂贵、膜污染、膜清洗以及能耗高等问题，限制了膜生物反应器的广泛应用。其中膜污染是ＭＢＲ广泛应用中的最主要问题，导致膜通量下降，也增加膜组件更换和清洗的频率，进而增加了ＭＢＲ的运行成本［１，２］。动态膜生物反应器（Ｄｙ－ｎａｍｉｃｍｅｍｂｒａｎｅｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ，ＤＭＢＲ）利用较大孔径的廉价材料作为膜基材，活性污泥过滤时形成的生物动态膜能实现近似于微滤膜的过滤效果，基于动态膜上的微生物群体也可对废水中的有机物进行降解，具有ＭＢＲ的优点，如污泥停留时间长、出水水质好、占地面积小等，克服了ＭＢＲ膜成本高、投资大的问题［３］。笔者采用尼龙布为膜基材，通过自生成的动态膜生物反应器处理生活污水，考察其运行特性。１实验部分１．１实验装置动态膜生物反应器组成如图１所示，实验装置由有机玻璃制成，膜组件由１００目（０．１５ｍｍ）尼龙布包裹在框架组成，污泥混合液透过动态膜进入膜组件内的空腔，空腔内布设收集管。出水经收集管自流出反应器，膜有效过滤面积为０．１ｍ２，混合液在反应器液面和出水口之间水位差（△ｈ）的驱动下自流透过动态膜的过滤面进入组件的空腔内，连续出水。反应器通过导流板将其分为左右两部分，在反应器的左侧底部和右侧底部（动态膜组件的下方）各设一个曝气装置，分别称为侧向曝气和下方曝气。反应器正常运行时，通过侧向曝气向混合液供氧，并推动混合液在反应器内循环流动，维持反应器内的完全混合状态，同时在反应器的右侧形成自上而下的膜面错流；下方曝气的作用主要是提供较强的气水两相流，通过短时间的强烈曝气强化对膜污染的控制。图１