MBR污染物去除效能和膜污染特性研究

2018年09月第35卷第5期枣庄学院学报JOURNALOFZAOZHUANGUNIVERSITYSep.2018Vol.35NO.5MBR污染物去除效能和膜污染特性研究刘彬(枣庄学院城市与建筑工程学院，山东枣庄277160)[摘要]本文以通过人工模拟的生活污水，采用膜生物反应器进行小试实验.为考查系统混凝除磷率的变化和污泥的可滤性与污染潜质,进行了短期优化氯化铁混凝剂投加量试验.结果表明:氯化铁对于膜生物反应器的最优污泥可滤性投加量为2.8mmol•L-1,最优除磷投加量为1.6mmol•L-1,此时系统能通过协同生物除磷，使TP的去除率在95%以上.对比反应器四个运行阶段下反应器的污水脱氮除磷效能和膜污染特性，得出结论:铁盐适量的投加可减少膜池上清液COD的浓度，且有效提高了系统TP去除率,而过量的铁盐的则使反应器脱氮率和除磷率有所降低;氯化铁的投加能降低污泥絮体的Zeta电位，且随投加量增加,SMP浓度降低，膜污染的发展速率得以延缓.[关键词]膜生物反应器;脱氮除磷;膜污染①[中图分类号]TUTU992.3[文献标识码]A[文章编号]1004-7077(2018)05-0028-090引言随着社会经济的迅速发展、世界人口的增长和城市规模的扩大，水资源短缺问题日益突出.目前人类比较容易利用的淡水资源储量约占全球淡水总储量的0.3%，只占全球总储水量的十万分之七，从水循环的观点来看，全世界真正有效利用的淡水资源每年仅有9000立方千米左右.与此同时，工农业需水量不断扩大，大量未经处理的生活污水和工业废水肆意排放，污染随之加重，加剧了水资源的短缺.当今世界，约占人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足，其中26个国家约3亿人极度缺水，预计到2025年，世界上将会有30亿人面临缺水，40个国家和地区淡水严重不足，缺水已成为世界性的问题.我国是世界上严重缺水的国家之一，虽然水资源总量丰富，但人均占有量很少，约2220立方米，仅相当于世界人均淡水资源占有量的1/4,并被联合国列为13个贫水国家之一.目前我国有400多个城市缺水，110个城市严重缺水.我国水资源一方面存在短缺，另一方面，水体又在遭受日益严重的污染.我国每年废水排放量约为350亿吨，80%以上的污水未经有效处理就直接排入水体，已造成我国1/3以上的河段受到污染，40%的水源已经不能作为饮用水源，50%的地下水被污染，90%以上的城市水域严重污染.因此，加强水污染控制，消除水污染是我国环境保护的重要战略目标.近年来，随着膜生产技术的提高和生产成本的降低，膜生物反应器作为一种新型高效的污水处理技术在国际上受到了广泛关注.与传统活性污泥法相比，MBRMBR具有以下优点：(1)占地面积小，无污泥膨胀的问题.MBRMBR工艺无需初沉池和二沉池，流程简单，占地面积小.另外由于膜组件能将固液分离，所以反应器的水力停留时间（HRT（HRT)和污泥停留时间（SRT（SRT)能彻底分开[1]，从而MBRMBR工艺基本上解决了活性污泥法的污泥膨胀问题.(2)出水水质优良稳定.由于膜的高效截留作用，使得出水中悬浮物和浊度基本为①[收稿日期]2018-03-08[作者简介]刘彬(1989-)，男，山东枣庄人，枣庄学院城市与建筑工程学院助教，工学硕士，主要从事污水处理及再生利用.•28•刘彬MBR污染物去除效能和膜污染特性研究零[2],并对一些难降解的大分子有机物和细菌病毒有截留作用，因此更容易被微生物所降解[3].(3)剩余污泥产量少.MBRMBR的污泥负荷较传统活性污泥法低，污泥龄长，因此剩余污泥产量也较少[4]，从而降低了处理费用.(4)对氮、磷污染物去除率较高.MBRMBR工艺对氮、磷污染物的去除效率优于传统活性污泥法，出水的氨态氮的含量非常低，绝大多数MBRMBR工艺都可以实现几乎完全的硝化反应[5].(5)抗冲击负荷能力强.由于膜组件对活性污泥的截留作用使反应器中保留了非常高的微生物浓度，即使受到较大进水冲击负荷，系统的污水处理效能受到的影响也很小，出水水质仍然比较优良稳定[6].(6)运行管理方便、易于实现自动控制.MBRMBR易于设计成自动控制系统，从而使运行管理方便简单.1实验材料与方法1.1试验装置与操作条件采用一体式MBRMBR工艺，试验装置如图1所示，厌氧池主要进行释憐过程，前一级好氧池进行硝化和吸磷过程，去除部分有机物，缺氧池完成反硝化过程.后一级好氧池对反硝化产生的氮气进行吹脱并进一步去除有机物.装置总容积为40L,采用恒通量、间歇抽吸方式运行，膜通量保持在20L/(m2•h)，抽吸周期为lOminlOmin，抽吸9minmin停lminlmin.接种污泥取自某污水厂二沉池的剩余污泥，进行驯化和培养，至污泥浓度稳定后开始进行水质监测.水力停留时间为20h，污