一体式MBR中好氧颗粒污泥的形成及对膜污染的影响

2008.NO.1.ISSN1672-9064CN35-1272/TK能源与环境作者简介:韩丹(1983～),女,硕士研究生,主要从事废水生物处理方面的研究。好氧颗粒污泥是一种细胞自身固定化颗粒技术,由于其沉降快,反应活性高,气一液一固三相分离效果好,以及可形成同步硝化反硝化微环境的诸多优点,该技术越来越受到重视。有研究指出,好氧颗粒污泥很可能会替代活性污泥技术逐渐成为污水生物处理的主流[1]。但是目前研究较多的是在序批式反应器SBR(sequencingbatchreactor)中培养好氧颗粒污泥[2-5],而在膜生物反应器MBR(membranebio-reactor)中培养好氧颗粒污泥的报道尚少。由于污泥是膜生物反应器处理的主体,同时也是造成膜污染而制约其广泛应用的源头,因此,研究MBR中颗粒污泥的形成和特性意义重大。本文以生活污水稀释后的垃圾渗滤液为对象,在自行设计的一体式膜生物反应器里研究好氧颗粒污泥的形成,并从颗粒粒径和污泥活性两个方面考察好氧颗粒污泥对膜污染的影响,为膜生物反应器中颗粒污泥的培养及膜污染机理提供重要参考。1试验材料1.1试验装置与方法试验采用的膜生物反应器为自行设计的一体式膜生物反应器,装置如图1所示。反应器长50cm,宽45cm,高40cm,有效容积为85L,进水采用潜水泵进水,液位控制采用阀门回流进行控制,曝气方式采用微孔曝气,微孔曝气管放置在反应器底部。用继电器控制出水蠕动泵的开停,抽10min,停3min。实验装置中采用的膜组件是由杭州凯洁膜分离技术有限公司生产的聚丙烯中空纤维膜,其性能指标见表1。试验采用连续进水,间歇出水。进水COD控制在500～1200mg/L,氨氮控制在30～45mg/L左右,溶解氧控制3~4mg/L。反应在15-20℃下运行,pH用NaHCO3调节控制在6.5～7.5。试验期间不单独排泥。1.2实验用水由于启动期间进水的COD负荷要求较低,故试验将垃圾渗滤液用生活污水稀释至COD在500～1200mg/L。其中生活污水取自上海市天山水质净化厂,其COD为300～450mg/L,氨氮为20～35mg/L。垃圾渗滤液取自上海江桥垃圾焚烧发电厂,其COD为45876～53241mg/L,氨氮为1253～10024mg/L。试验期间进水流量和有机负荷逐步增加。由于垃圾渗滤液和生活污水进行混合处理,前期生活污水比例高时不添加营养物质,但是到后期随着渗滤液占的比例不断升高,为保证微生物的活性,要适当添加一些磷酸二氢钾作为磷源(按BOD5:N:P=100:5:1投加,由于渗滤液中有足够的N故不加氮源)以及微量元素溶液,反应器进水中1gCOD加入lmL微量元素溶液。1.3接种污泥污泥的培养仅依靠原水,启动的周期一般需要3个月以摘要以厌氧颗粒污泥为接种污泥在一体式膜生物反应器中培养好氧颗粒污泥,通过3个培养阶段污泥生长情况的考察,研究了颗粒粒径和SOUR的变化以及二者对膜污染的影响。关键词好氧颗粒污泥膜生物反应器粒径膜透压比耗氧速率膜污染中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1672-9064(2008)01-0069-03韩丹1薛罡1洪飞宇2高品1汪永辉1(1东华大学环境科学与工程学院上海2016202兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070)一体式MBR中好氧颗粒污泥的形成及对膜污染的影响表1膜组件性能指标膜形状中空纤维膜材质聚丙烯工作压力/Mpa0.01～0.03清水通量/(L/m2h)20膜总面积/m20.24膜孔径/μm0.2膜丝外径/μm450膜丝内径/μm350环境大视野692008.NO.1.ISSN1672-9064CN35-1272/TK能源与环境上,而采用接种驯化的方法则可以大大缩短启动周期,一般在30～60d内完成[6]。本实验接种污泥取自上海天山污水处理厂厌氧消化池的厌氧颗粒污泥,用5mm孔径筛子过滤除掉大块无机物,静置沉淀除去上清液后,均匀加入膜生物反应器中。接种污泥投加量为55L,大约占反应器有效体积的2/3。污泥的粒径平均为2.1mm,MLSS=4.7g/L,SVI=34.9mL/g.1.4分析方法整个试验期间采用连续进水,记录每日进水COD,DO,出水pH值,每2日测定一次出水COD值。测定颗粒污泥出现、启动完成等时间的MBR内污泥的总悬浮物(TSS)、总挥发性悬浮物(TVSS)、SV,SVI,比耗氧速率SOUR等指标,并不定期用显微镜镜检。DO用YSI58型溶解氧仪测定,颗粒污泥的平均粒径测定方法见参考文献[7],其它指标均采用标准方法测定[8].2一体式MBR中好氧颗粒污泥的培养过程本实验采用减少水力停留时间(通过提高进水流量)与提高进水COD浓度相结合的方式启动。启动开始时采用较低的基质浓度(COD为500mg/L)和较长的H