低有机负荷对SMBR系统的影响_王琳

低有机负荷对SMBR系统的影响王琳,元新艳,孙磊,李世峰(中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛266003)摘要:过低的有机物———污泥负荷(<0.1gCODcr/gMLSS.d)使膜生物反应器内的活性污泥进入内源呼吸阶段,污泥负增长,活性变差。上清液CODcr多糖含量明显高于进水和出水,是微生物代谢物质在膜前积累所致。溶解性微生物产物容易被膜表面吸附形成凝胶层,导致过滤阻力增加,引起膜污染,并抑制微生物活性。浓度较低、活性较差的微生物对溶解性微生物产物的吸附和降解能力较弱。关键词:膜生物反应器;低有机负荷;污泥活性;溶解性微生物产物(SMP);膜污染中图法分类号:X703文献标识码:A文章编号:1672-5174(2008)03-479-04近年来,膜生物反应器(MBR)由于处理效果好、占地面积少等优点日益受到污水处理界的关注[1-2]。目前MBR在国内外的研究发展很快,主要包括:生化处理和工艺运行参数的影响、膜成套技术的研制、膜分离影响因素,而膜污染是影响MBR运行的关键问题。众多研究表明,膜污染是由多种因素造成的,其中以有机污染和生物污染最为普遍,对膜通量影响最大。当有机物———污泥负荷较低时,反应器内微生物处于内源呼吸期,微生物在代谢过程中产生的难于生物降解的溶解性微生物产物(Solublemicrobialproducts,SMP)、胞外聚合物(Extracelluarpolymericsubstances,EPS)、残留物质等被膜组件截留在反应器内积累,是造成膜污染及污泥活性降低的重要因素。本文针对低有机负荷下膜生物反应器的处理效能进行试验研究。1试验装置和方法1.1试验装置原水来源于青岛市崂山区凉泉社区生活污水,其水质指标为:CODcr160～380mg/L,TN50～86mg/L,NH4+-N37～78mg/L,TP3.9～6.9mg/L,SS100～150mg/L,PH7～8。试验装置如图1所示。生活污水经潜污泵提升后进入膜生物反应器,由反应器内的浮球液位计控制水泵进水。反应器内左下方设有微孔曝气管,提供生物反应所需的溶解氧及使池内混合均匀;反应器内右侧设有淹没式膜组件,利用图1试验装置示意图Fig.1Blockdiagramshowingtheexperimentalequipment抽滤泵间歇抽吸出水。膜组件下方设有膜冲刷器,利用穿孔管中释放的空气对膜表面进行冲刷。反应器内另设有2个浮球液位计,控制膜组件工作模式,即根据2个浮球所处液位(高、中、低),使系统在3种工作模式间自动切换:高模式、普通模式、经济模式。3种模式运行参数如表1所示。MBR池有效容积为1.0m3,有效水深1.2～1.0m。采用1组聚醚砜(PES)超滤平板膜组件,膜组件装有56个膜片。膜性能参数如下:膜孔径0.038μm,膜有效面积4m2/组,临界膜通量30L/m2·h,膜冲刷器空气强度4m3/h。接种污泥取自青岛市团岛污水处理厂好氧段回流污泥,驯化后启动运行。启动污泥浓度为4g/L。系统基金项目:山东省环境保护重点科技项目([2004]005-1)资助收稿日期:2007-04-08;修订日期:2007-10-26作者简介:王琳(1966-),女,教授,博导。E-mail:pjxyxy@163.com第38卷第3期2008年5月中国海洋大学学报PERIODICALOFOCEANUNIVERSITYOFCHINA38(3):479～482May,2008DOI:10.16441/j.cnki.hdxb.2008.03.022每天以普通模式和高模式自动切换运行。实验期间一直没有排泥。表1不同工作模式下设备运行参数Table1Operationparametersunderdifferentmodes设备名称Equipment高模式Highmode普通模式Normalmode经济模式Economymode抽滤泵VacuumpumpOn∶Off270s∶30sQ=100L/hOn∶Off270s∶30sQ=60L/hOff鼓风机(膜冲刷用)Blower(forcleaning)OnOnOn∶Off60s∶3600s鼓风机(曝气用)Blower(foraeration)On∶Off60s∶60sOn∶Off60s∶60sOn∶Off20s∶300s1.2分析项目及检测方法CODcr,NH3-N,TN,TP,MLSS,MLVSS等常规指标采用国家环保局颁布的标准方法进行测定[3],EPS采用甲醛提取方法[4]、多糖采用苯酚-硫酸法[5]、蛋白质采用考马斯亮蓝法[6]测定。2结果与讨论2.1污染物处理效果图2反应器CODcr处理效果Fig.2CODsemovalefficiency如图2所示,进水CODcr变化较大,而出水CODcr一直比较稳定,