缺氧-好氧平板膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)優(yōu)化與運行特性的試驗研究.pdf

1、在污水處理以及回用等方面，膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種較為新穎的污水處理技術(shù)，它把膜分離技術(shù)和活性污泥法有機(jī)地結(jié)合在一起，取得了良好的處理效果。目前，MBR在處理城市污水、工業(yè)廢水等方面得到了較為廣泛的推廣與應(yīng)用。MBR工藝中比較普遍的膜組件形式包括中空纖維膜（包括大部分毛細(xì)管模式）和平板膜。從我國目前的工程應(yīng)用及研究的角度看，在中空纖維膜MBR方面的研究比平板膜MBR投入更多，但平板膜在對污水中各污染物的處理效率及膜污染等方面的表現(xiàn)比

2、中空纖維膜更加出色。而膜生物反應(yīng)器在實際應(yīng)用過程中也存在著諸多問題。例如系統(tǒng)的動力消耗較大、膜通量減小影響出水率、膜元件清洗比較繁瑣、膜組件有一定的壽命年限等等，而膜污染問題是最亟待解決的。本論文以缺氧/好氧平板膜生物反應(yīng)器(A/O-MBR)污水處理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對普通的校園生活污水進(jìn)行處理并進(jìn)行相關(guān)研究。同時考察了增設(shè)尼龍濾網(wǎng)防護(hù)罩后系統(tǒng)的出水水質(zhì)、穩(wěn)定運行特性以及對延緩膜污染的影響。
　　首先，本文利用正交試驗的方法確定A/O-

3、MBR系統(tǒng)的最優(yōu)化運行工況為:IR=200％、HRT=8h、氣水比=25∶1，之后對系統(tǒng)中兩組膜組件在最優(yōu)運行工況下的處理效果進(jìn)行了對比試驗及分析。結(jié)果表明，加設(shè)尼龍濾網(wǎng)的膜組件運行時系統(tǒng)對CODCr、NH3-N、TN及TP的去除率均略高于另一組未加防護(hù)措施的膜組件，這表明雖然尼龍濾網(wǎng)的孔徑比較大，但在其表面形成了一層自生動態(tài)膜，這層膜能夠強化載體材料的截留性能，以此來彌補孔徑較大的不足，從而增強對水體中各污染物的去除效果。本試驗進(jìn)而驗

4、證了系統(tǒng)的出水水質(zhì)可以滿足相關(guān)的回用要求，說明其作為城市綠化等的回用水是切實可行的。
　　其次，本研究通過監(jiān)測膜污染的狀況以及膜片清洗后其通量的恢復(fù)程度，考察了尼龍濾網(wǎng)在延緩膜污染方面的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，在A/O-MBR系統(tǒng)運行過程中，用跨膜壓差(TMP)來表征平板膜的污染狀況，其變化基本經(jīng)歷了三個階段:穩(wěn)定期、緩慢增長期、快速增長期。加設(shè)尼龍濾網(wǎng)的膜組件運行時，TMP的前兩個變化階段持續(xù)時間較長，膜污染速率小于另一組膜組件，這表明

5、雖然尼龍濾網(wǎng)表面的自生動態(tài)膜增大了TMP的基數(shù)，但其同時也能夠截留部分微細(xì)顆粒和溶解性物質(zhì)，從而降低平板膜內(nèi)部的膜孔堵塞速率，減緩平板膜的污染進(jìn)程;相對于平板膜的過濾阻力，尼龍濾網(wǎng)表面形成的動態(tài)膜的過濾阻力非常小，膜孔堵塞和凝膠層污染對平板膜污染的貢獻(xiàn)最大;兩組膜組件膜面凝膠層EPS含量會影響膜污染的程度，兩者之間具有一定相關(guān)性。尼龍濾網(wǎng)表面形成的自生動態(tài)膜層可以在一定程度上對膜污染起到延緩作用。將平板膜組件進(jìn)行清洗后，膜通量得到了極大

6、程度的復(fù)原，其中堿洗對于膜通量的恢復(fù)貢獻(xiàn)最大，約占到50％左右;尼龍濾網(wǎng)的清洗方式采用大強度的空曝氣法，可以較為有效的控制濾網(wǎng)表面的污染。此外，本論文探討了運行操作條件對膜污染產(chǎn)生的影響，結(jié)果表明，在實際應(yīng)用中需對一些重要的運行參數(shù)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以期能夠最大程度的延緩膜污染的進(jìn)程。
　　最后，本論文分析了A/O-MBR系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)實用性，相較于傳統(tǒng)工藝，本處理工藝的固定成本相對較低，但其運行管理費用相對較高。整體考慮固定投資和運行管