一体式膜生物反应器在分散式生活污水处理中的应用_史晨

文章编号:1009-6094(2019)06-2137-07一体式膜生物反应器在分散式生活污水处理中的应用*史晨1，顾斌1，李荧3，胡常虹1，肖旷1，曹建国1，张华堂1，朱小彪1，陈吕军1，2(1河北清华发展研究院，河北廊坊065001;2清华大学环境学院，北京100084;3浙江双益环保科技发展有限公司，浙江嘉兴314001)摘要:以某研究院生活污水为处理对象，采用倒置A2O(缺氧-厌氧-好氧)工艺的一体式膜生物反应器(MembraneBiore-actor，MBＲ)考察了水力停留时间、回流比等重要参数对污染物去除效率的影响，并确定最佳工艺参数。在最佳工艺条件下，试验考察了工艺出水水质、氮元素存在形式及膜污染情况。结果表明，出水水质指标COD、BOD5、浊度、氨氮的平均去除率分别为87.2%、96.9%、97.7%、99.3%，最高出水质量浓度分别为47mg/L、2.2mg/L、0.37NTU、2.42mg/L。MBＲ对总磷去除效率相对较低，出水TP质量浓度为1.6～3.9mg/L(平均为2.2mg/L)，平均去除率为58%，总磷的去除主要依靠投加PAC混凝剂实现。进、出水中氮主要以氨氮和硝态氮形态存在，出水中亚硝态氮质量浓度为0.09mg/L;膜通量为7.44L/(m2·h)条件下，MBＲ的跨膜压差可通过在线化学清洗维持在9～18kPa，而通过离线化学清洗跨膜压差可恢复至6.04kPa，明显低于稳定运行期的水平。一体式膜生物反应器具有抗冲击负荷、能耗低、处理量大等优点，其在小规模污水处理中具有较好的应用前景。关键词:环境工程学;生活污水;膜生物反应器;运行特性中图分类号:X703文献标志码:ADOI:10.13637/j．issn．1009-6094.2019.06.036*收稿日期:2019-01-03作者简介:史晨，硕士，从事水污染控制、生态工业园区研究;陈吕军(通信作者)，教授，从事工业污染防治、产业生态学研究，chenlj@tsinghua．edu．cn。基金项目:廊坊市科学技术研究与发展计划项目(2014013003B－2)0引言一体式膜生物反应器(MBＲ)，是一种将生化处理和膜分离技术综合利用的高效污水处理技术，汪诚文等［1］在我国首次进行了一体式MBＲ处理生活污水的长期稳定运行试验，自此针对一体式MBＲ的研究日益增多，该工艺经过几十年的发展日趋成熟，具有固液分离效果好、设备集中、占地面积小、剩余污泥量少［2］、易于自动控制、便于管理、出水水质满足回用要求［3］等优点，在城市生活污水分散式处理及回用中具有广阔的应用前景［4］。本文针对某研究院生活污水水质特点和回用要求，设计并建造了一体化膜生物反应器装置，按照MBＲ的工艺特点和操作规程进行反应器启动，对反应器的运行条件进行优化，跟踪研究反应器在长期运行条件下对主要污染物的去除效果，考察膜污染的情况，以期为利用一体式膜生物反应器处理小规模、分散式生活污水提供技术和工程参考。1材料与方法1．1试验装置主要装置为一体式膜生物反应器，膜组件采用带衬聚偏氟乙烯帘式膜，单帘面积13m2，共4片，总表面积52m2，膜孔径0.02μm，反应器选择了倒置A2O(缺氧-厌氧-好氧)工艺，和传统A2O(厌氧-缺氧-好氧)工艺相比，缺氧池位于工艺前端，可以有效利用进水碳源，明显改善系统的脱氮效果，同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，其在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用，提高了处理系统的除磷能力［5］;此外，混合液回流系统与污泥回流系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统，还拥有工艺流程简捷、运行管理方便、便于应用推广的优点［6］。装置中好氧池与MBＲ池为2个生化池，好氧池混合液溢流进入MBＲ池，这样的设计可以分别调节好氧池和MBＲ池的曝气强度，可以给MBＲ池提供更高的曝气水平和DO(Dis-solvedOxygen，DO)质量浓度，在提高污染物去除率的同时，还能够有效地控制动力成本;MBＲ池设有回流至好氧池的回流泵，可在MBＲ池污泥质量浓度过高时进行调节。缺氧池容积3.2m3，厌氧池容积1.8m3，好氧池容积5.8m3，反应器平均负荷率为0.23kg/(m3·d)COD，具体工艺流程见图1。图1工艺流程图Fig．1Processflowchart1．2污水水质与活性污泥试验污水取自该研究院化粪池二级池出水，由表1可知原水的水质可生化性好，有机物、氮磷等营养物含量较高，属于较为典型的分散性生活污水。7312第19卷第6期2019年12月安全与环境学报JournalofSafetyandEnvironmentVol．19No．6Dec．，2019表1原水水质参数mg·L－1Table1Qualityparametersofrawwater类别CODBOD5SS质量浓