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      膜生物反應(yīng)器處理生活污水的試驗(yàn)研究

      2013-04-29 12:40:35郭微王亞娥武福平
      科技資訊 2013年7期
      關(guān)鍵詞:結(jié)果分析

      郭微 王亞娥 武福平

      摘 要:本文對(duì)影響膜生物反應(yīng)器處理效果的因素進(jìn)行研究,并對(duì)污染的膜采用了不同方法進(jìn)行了清洗并測試了結(jié)果。

      關(guān)鍵詞:膜生物反應(yīng)器 結(jié)果分析 膜清洗

      中圖分類號(hào):TU992 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)03(a)-0157-02

      膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor 簡稱MBR)是一種膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù),與傳統(tǒng)的生化處理相比,MBR具有以下主要特點(diǎn):處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡單[1]。因此該技術(shù)自開始研究以來極受關(guān)注。

      本文通過試驗(yàn)對(duì)一體式微孔膜生物反應(yīng)器處理生活污水進(jìn)行了研究。

      1 試驗(yàn)材料與方法

      1.1 試驗(yàn)流程

      試驗(yàn)流程如圖1所示。其中生物反應(yīng)器容積為0.7 m3,曝氣量控制在4 m3/h。膜材料為聚丙烯中空纖維微濾膜,膜面積為1.2 m3。

      1.2 測定項(xiàng)目與方法

      測定項(xiàng)目包括COD,MLSS,DO等,測定方法均采用《水和廢水監(jiān)測分析方法》的標(biāo)準(zhǔn)方法。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 水力停留時(shí)間(HRT)對(duì)COD去除效果的影響

      HRT對(duì)COD去除效果的影響見圖2。

      從圖2中可以看出,當(dāng)HRT在5~10 h時(shí),出水COD較高,當(dāng)HRT大于10 h之后,出水COD略有降低,隨HRT的延長,出水COD降低的效果很慢。所以,對(duì)于膜生物反應(yīng)器,HRT控制在10 h較理想。

      2.2 容積負(fù)荷對(duì)COD去除效果的影響

      容積負(fù)荷對(duì)COD去除效果的影響見圖3。

      從圖3中可以看出,MBR中COD容積負(fù)荷變化較大,變化為0.1815~1.1606,但出水水質(zhì)并無大的變化,這說明MBR系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力。出水水質(zhì)隨Nv變化的情況,為隨Nv的增高,相應(yīng)的出水COD略有增加,但增加并不明顯,這是由于MBR的容積負(fù)荷比普通活性污泥大。通過以上結(jié)果表明在處理相同污水時(shí),MBR的體積要比常規(guī)污泥法體積小,可大大節(jié)約占地面積和投資。

      2.3 污泥負(fù)荷對(duì)COD去除效果的影響

      污泥負(fù)荷對(duì)COD去除效果的影響見圖4。

      由于污泥濃度大,污泥負(fù)荷均較小。從圖4中可以看出,隨污泥負(fù)荷的變化,出水COD有一定的變化,但變化不明顯,這更加證明了膜生物反應(yīng)器有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力。

      2.4 污泥濃度(MLSS)對(duì)COD去除效果的影響

      污泥濃度(MLSS)對(duì)COD去除效果的影響見圖5。

      此試驗(yàn)是在不排泥的情況下進(jìn)行的,從圖5可看出,在試驗(yàn)過程中,生物單元污泥濃度在較高的范圍內(nèi)(3.193~9.196 g/L)波動(dòng),對(duì)出水COD影響不明顯,MBR的出水COD值均較低且穩(wěn)定。而對(duì)好氧生物單元上清液COD的同步監(jiān)測結(jié)果表明,隨MLSS的增大上清液COD出現(xiàn)增大現(xiàn)象。這是由于膜的截留作用彌補(bǔ)了MLSS變化造成的膜生物反應(yīng)器處理性能的不足。而當(dāng)MLSS超過9 g/L時(shí),出水COD突然增加,這是由于膜生物反應(yīng)器中污泥濃度很大,此時(shí)溶解氧濃度小于1 mg/L造成的。所以膜生物反應(yīng)器運(yùn)行時(shí),MLSS應(yīng)保持在9 g/L以下。

      2.5 操作壓力對(duì)COD去除效果的影響

      操作壓力對(duì)COD去除效果的影響見圖6。

      膜出水是靠負(fù)壓抽吸的。從圖6中看出,隨抽吸壓力的增大,出水COD并未增大,說明抽吸壓力對(duì)出水COD無影響。這是由于膜孔徑一定,膜所截留的分子量一定,所以抽吸壓力對(duì)出水COD無影響。

      3 膜清洗

      膜生物反應(yīng)器在運(yùn)行中存在膜污染問題,要對(duì)污染的膜進(jìn)行清洗。

      3.1 膜污染原因分析

      膜從試驗(yàn)裝置取出后,發(fā)現(xiàn)膜纖維絲間有不少污泥存在,即在其表面形成了污泥層。同時(shí)對(duì)膜內(nèi)表面的電鏡照片看出,膜內(nèi)表面形成了一層生物膜,堵塞了膜孔徑和內(nèi)表面孔洞。

      3.2 膜清洗方法及結(jié)果

      根據(jù)膜的一般清洗方法及以前的研究成果,通過選擇,最終確定膜清洗方案為:先用清水清洗膜表面淤積的污泥;然后用0.1%洗衣粉浸泡膜,用清水沖洗;接著用0.033%次氯酸鈉浸泡膜,用清水沖洗;最后用0.1%硫酸浸泡,用清水沖洗。

      每步清洗后都對(duì)膜通量進(jìn)行測量,測量結(jié)果表明,膜通量為逐步增加的過程,并且增大很大。清洗之后,膜表面的污泥被清洗干凈,這說明污泥層對(duì)膜通量具有一定的影響。故可以在MBR運(yùn)行過程中采用空曝氣的方法,以沖脫沉積在膜表面上污泥層,延緩膜污染的時(shí)間。通過電鏡照片,膜未清洗時(shí),膜內(nèi)表面上有很厚一層生物層。膜清洗后,內(nèi)表面雖然并未清洗徹底,但大部分微生物已清洗干凈,還可清晰的看到膜孔徑。剪下做電鏡照片的一段膜直接放在清水中,兩天后,膜內(nèi)的物質(zhì)全部消失。這是由于清水直接進(jìn)入到膜內(nèi)部,并且微生物沒有食物來源,全部死亡。本試驗(yàn)中膜清洗只是采用了靜態(tài)浸泡的方式,如果采用在線藥洗,直接進(jìn)入到膜內(nèi),效果會(huì)更加理想。

      4 結(jié)論

      (1)膜生物反應(yīng)器對(duì)COD有較好的去除率,出水平均值在50 mg/L左右。

      (2)水力停留時(shí)間、容積負(fù)荷、污泥負(fù)荷、污泥濃度和抽吸壓力對(duì)處理效果的影響不明顯。

      (3)對(duì)于污染的膜,先用清水清洗膜表面淤積的污泥;然后用0.1%洗衣粉浸泡膜,用清水沖洗;接著用0.033%次氯酸鈉浸泡膜,用清水沖洗;最后用0.1%硫酸浸泡,用清水沖洗??墒鼓ね恐鸩交謴?fù),膜孔內(nèi)的生物層基本清洗干凈。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 許保玖,龍騰銳.當(dāng)代給水和廢水處理原理[M].北京:高等教育出版社,1991:285-290.

      [2] 鄭祥,魏源送,樊耀波,等.膜生物反應(yīng)器在我國的研究進(jìn)展[J].給水排水,2002,28(2):105-110.

      [3] 周建仁,白韜光.膜-生物反應(yīng)器處理高濃度生活污水的中試研究[J].環(huán)境工程,2002,20(1):17-31.

      [4] 顧國維,何義亮.膜生物反應(yīng)器-在污水處理中的研究和應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:13.

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