膜生物反应器在催化剂废水中的应用_孔茜

252科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald2008NO.31ScienceandTechnologyInnovationHerald学术论坛科技创新导报1实验装置于实验方法1.1实验流程1.2实验装置实验采用装置由污水池、缺氧反应器(5L)、好氧反应器(26L)、膜组件(中空纤维微滤膜)、泵、曝气器及空气压缩机组成。1.3实验方法一体式MBR的膜组件直接置入好氧反应器内,通过泵的抽吸,得到过滤液。泵间歇起停(小型自控装置自动控制)以减轻膜的堵塞。曝气器设置在膜的正下方,膜表面的错流由空气搅动产生,混合液随气流向上流动,在膜表面产生剪切力。在这种剪切力的作用下,胶体颗粒被迫离开膜表面,让水透过,达到对活性污泥混合液过滤,使泥水分离的目的。1.4实验水质实验原水配置为:有机碳源(甲醇)+无机铵盐(氯化铵)1.5实验检测指标及方法1)CODCr:重铬酸钾法。2)NH3-N:纳氏试剂光度法。3)NO2-N:N-(1-萘基)-乙二胺光度法。4)pH:pH计测量及试纸比色。5)MLSS:重量法。6)检测频次:1～2次/d。2实验结果与分析2.1对有机物的去除实验废水为人工模拟配制,生化系统种泥取自市政生活污水处理厂,投泥量按MLSS＝4g/L进行计算。系统启动后,逐渐提高进水负荷,整个生化系统实验为动态连续运行。一周后出水数据趋于稳定。进水、出水COD指标如图1所示。从图1中可以看出,实验过程中COD数值逐渐升高,但出水大部分数据可以保证达标。此次实验的主要目的是考察在不同碳源的情况下,系统的硝化情况。因此,在实验中对进水COD数值进行调整,希望能找到最佳的碳氮比,既可以保证硝化、反硝化反应的正常进行,又可以保证最经济的碳源投加量。2.2对氨氮的去除从污泥驯化完成开始逐渐提升氨氮负荷,实验后阶段氨氮进水数值为400～600mg/L,出水氨氮数值<15mg/L,运行良好时出水氨氮检测不出。在降低碳氮比时,反硝化不完全,亚硝酸盐的累积导致氨氮的硝化受到影响,表现为出水氨氮数值升高,同时表现为缺氧反应器内NO2－－N数值升高,并且MBR内的耗碱量明显低于正常情况,说明受反硝化程度的影响,硝化能力降低。在某一时间段内出水氨氮数值的增加是因为设备原因导致操作不善引起的污泥中毒,但在1周左右的时间内,系统的硝化菌数量及处理能力恢复正常,这也说明MBR工艺抗冲击负荷及系统环境变化的能力较强。将碳源的调整分成几个阶段,从图中取几个点的数据,如表2,可以看出,当C/N>2时,平均去除率>97%,出水氨氮数值可以达到要求水质指标。当C/N<1.8时,平均去除率<77%,出水不能达到要求的水质指标。(资料表明:BOD5/TN>3～5时,认为碳源充足)3目前运行控制参数3.1污泥浓度的控制实验中污泥浓度MLSS=3.5g/L左右,实验过程表明,因进水水质及温度的原因,好氧池内污泥浓度几乎不增长,甚至在过低碳源时污泥浓度还有所下降。在运行一段时间后,污泥沉降性转差,污泥沉降比较高(SV30>90%)。但由于膜对活性污泥混合液的过滤作用,该系统几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中,不存在污泥流失问题,可以最大程度保持池内微生物的数量。3.2pH值的控制因好氧段硝化反应导致pH的下降,需要补充一定的碱度。实验过程中好氧段pH控制在6.5～7,缺氧段pH值控制在6.5～7.5,去除1g氨氮消耗氢氧化钠量为3－7g。3.3停留时间及内回流比控制1)缺氧段HRT=4~5h2)MBR,HRT=26h(停留时间计算未将内回流量计入)在设计反应器上,考虑到工程的实际应用,选择一个比较小的缺氧段池容,实验其反硝化性能。实验证明,在此水质条件下反硝化效果较好。实验调整控制内回流比为2.2:1,系统氨氮去除效率较为稳定。3.4温度的控制硝化菌在温度较低的情况下世代周期较长,生长较慢,所以对于一个具有脱氮功能的反应器来说,温度是主要的控制因素之一。同时,在工程应用中,受气候条件及其成本等因素的限制,不能完全的达到最适宜的条件温度,所以在实验中考察了较低温度下的系统启动速度及去除效果。实验结果表明,整个实验阶段大部分时间的温度保持在17～22℃。个别阶段温度为20～25℃。通过对实验数据的分析及对反应器运行状态的观察,反应器水温在19～22℃时,平均温度为20℃时,对此工艺处理此种实验水质可以满足硝化菌的生长要求,系统氨氮去除效率稳定,启动速度较快。出水水质可以达到最终要求的水质指标。3.5溶解氧的控制MBR内溶解氧为2～3mg/L,缺氧反应器内溶解氧<0.3mg/L。较大的曝气可以防止膜的堵塞,但过大的曝气引起的溶解氧上升会导致污泥自身的消耗。3.6MBR膜堵塞的控制为防止MBR反应器膜的堵塞,通常采用膜组件间歇抽吸的方式来运行。在实验的