新型一体化A-2-O-MBR曝气能效研究-赵曙光

新型一体化A-2-O-MBR曝气能效研究-赵曙光膜生物反应器（MBR）是一种新型高效的污水处理技术，采用膜分离替代传统活性污泥法二沉池的重力分离进行泥水分离，实现了污泥停留时间与水力停留时间的彻底分离，具有污泥含量高、出水水质优良、占地面积小、便于自控等优点，被认为是21世纪最有发展前景的高新技术之一[1-3]。但高运行能耗及膜污染严重制约着MBR技术的大规模推广应用[4]。不少学者在曝气方式、污泥回流方式进行改进，MBR能耗有所降低[5-9]。但仍不能摆脱传统工艺框架，通过构造不同功能和环境要求的池体和污泥回流提高MBR的脱氮效率，缺乏从反应器构型与功能、效果、节能等方面开展科学性、整体性和系统性研究。近年来，计算流体力学（CFD）作为一个有力的工具应用于MBR构型及其膜污染控制研究中[10-12]。张晴等通过对气升循环分体式MBR的CFD模拟及优化，结果表明，增加曝气器与膜组件下端之间的气液混合高度、增大曝气面积均有利于提高膜面流速和膜区流场的均匀性[13]。因此反应器构型对MBR流场均匀性及膜面剪切力分布有着直接影响。本研究依据课题组MBR的CFD模拟成果，从MBR本身构型创新入手，系统考虑曝气器位置、曝气方式、膜组件位置等问题，通过在普通曝气池内加装曝气能量聚集器，将反应池分隔成不同反应区，包括好氧区、膜区、缺氧厌氧区，将膜组件置于膜区内，构建1套一体化A2/O-MBR反应器中试装置。通过测量普通曝气池与一体化A2/O-MBR反应器的流体流速分布，比较2者的曝气能效。1实验部分1.1中试装置及工艺流程反应器尺寸为1.8m×1.6m×0.44m，清水液面高度1.4m，有效容积为1.27m3，设计处理能力2～3m3/d，HRT为15h。反应器结构及工艺流程见图1。进水泵、鼓风机、曝气器、排泥泵和反应器可构图1一体化A2/O-MBR结构及工艺流程Fig.1ConfigurationandprocessflowdiagramoftheintegratedA2/O-MBR新型一体化A2/O-MBR曝气能效研究赵曙光1，姜志琛1,2，徐东耀2，樊耀波1（1.中国科学院生态环境研究中心，100085；2.中国矿业大学（北京）化学与环境工程系，100083：北京）摘要：在普通曝气池内加装曝气能量聚集器，将反应池分隔成不同反应区，包括好氧区、膜区、缺氧-厌氧区，构建了新型一体