两级序批式MBR膜污染控制方法研究_元新艳

膜生物反应器（Membranebioreactor，MBR）以其高品质出水在中水回用领域有着广阔的应用前景。但在实际应用过程中，存在同步脱氮除磷效果不佳、膜污染严重等问题。基于两级SBR（Sequencingbatchreactor）串联运行的双泥工艺-两级序批式MBR工艺，可以解决脱氮除磷矛盾问题，序批式运行方式可以改善膜过滤过程的水力条件，改变混合液特性，从而延缓膜污染。本文就两级序批式MBR的膜污染影响因素及控制方法进行研究。1试验部分1.1试验装置两级SBMBR系统由2套反应器（SBMBR1和SBMBR2）串联组成，试验装置如图1所示。采用改性聚醚砜（PES）平板超滤膜组件，膜孔径0.038μm，膜有效面积4m2，最大膜通量120L·h-1。1.2工艺流程SBMBR1采用高负荷低泥龄运行，以除磷为主要目的，同时去除大部分有机物。SBMBR2采用低负荷高泥龄运行，以脱氮为主要目的，同时进一步降低进水中的难降解有机物。系统每2h为1个运行周期，每天运行12个周期。SBMBR1：瞬时充水（生活污水）－厌氧搅拌（45min）－好氧曝气（45min）－沉淀（20min）－排上清液、闲置（10min）SBMBR2：瞬时充水（SBMBR1上清液+碳源）－缺氧搅拌（60min）－好氧曝气（10min）－曝气间歇出水（50min）。试验用水取自生活社区内化粪池，COD为两级序批式MBR膜污染控制方法研究元新艳1，沈恒根1，王琳2，孙磊2，李世峰2（1.东华大学环境科学与工程学院，上海200051；2.中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛266003）摘要：针对MBR在实际应用过程中存在的同步脱氮除磷效果不佳、膜污染严重等问题，提出两级序批式MBR工艺，对该工艺的膜污染影响因素及控制方法进行了试验研究。结果表明，在MBR中保持适宜的污泥质量浓度对于膜污染的控制有重要的作用，当污泥质量浓度稳定在6～7g·L-1时，膜比流量基本稳定，随着污泥质量浓度的增加，膜比流量逐步降低，当污泥质量浓度超过10g·L-1以后，膜比流量直线下降；投加PAC至1g·L-1可以增加污泥粒径、减少大分子有机物在膜表面沉积，从而有助于延缓膜污染；序批式间歇运行与空曝相结合的运行方式可以有效降低泥饼层污染及凝胶层污染，使系统在更高膜通量下运行，而膜污染速率却远低于连续流单级好氧MBR系统。关键词：两级序批式MBR；污泥浓度；粉末活性炭；膜污染中图分类号：TQ028.8文献标识码：A文章编号：1000-3770(2010)03-0115-004收稿日期：2009-07-14基金项目：上海市重点学科资助项目（B604）作者简介：元新艳（1969－），女，博士，研究方向为水资源利用与水污染控制；联系电话：021-67792513；E-mail：pjxyxy@163.com图1试验装置Fig.1Schematicdiagramofexperimentalset-up��������������������PLC�����������������!#$%&������SBMBR1SBMBR2第36卷第3期2010年3月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.36No.3Mar.,2010115DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2010.03.03199～532mg·L-1，NH3-N质量浓度为41～89mg·L-1，TN质量浓度为52～100mg·L-1，TP质量浓度为3～8mg·L-1，SS质量浓度为60～150mg·L-1，pH为6.5～8.2。1.3分析方法常规指标采用国家环保局颁布的标准方法进行测定[1]。多糖采用苯酚-硫酸法测定，蛋白质采用考马斯亮蓝法测定。2结果与讨论2.1污泥质量浓度对膜污染的影响在MBR膜阻力分布中，泥饼层阻力占有较大比重。泥饼层的形成与污泥质量浓度有直接关系，因此污泥质量浓度对膜透水量和过滤阻力有直接影响。污泥质量浓度增加，过滤阻力上升，透水量下降[2-4]。污泥质量浓度及膜比流量随运行时间的变化如图2所示。在反应器启动初期，污泥质量浓度逐步增长，19d的时间里从4.35g·L-1增至7.45g·L-1。从第20d开始规律性的排泥，泥龄控制在25～30d，污泥质量浓度稳定在6～7g·L-1。第50d开始停止排泥，以考察高污泥质量浓度下混合液性质对膜污染的影响。污泥质量浓度增长较快，1个月的时间里，增长至15.11g·L-1。83d之后又开始规律性排泥，污泥质量浓度稳定在14g·L-1左右。在稳定排泥阶段，膜比流量基本稳定，但在停止排泥阶段，随着SBMBR2反应器内污泥质量浓度逐步增加，膜比流量逐步减少。可以看出，污泥质量浓度对膜比流量有很大影响。当污泥质量浓度超过10g·L-1以后，膜