膜生物反應(yīng)器工藝中膜污染因素及控制的研究.pdf

1、膜生物反應(yīng)器（MBR），作為傳統(tǒng)的活性污泥法和膜過濾相結(jié)合的一種工藝技術(shù)，已越來越多地應(yīng)用于市政和工業(yè)廢水處理中，因為其固液分離效率高、出水水質(zhì)好、占地面積小、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點，成為國內(nèi)外污水處理工藝的研究熱點。
　　隨著我國工業(yè)飛速發(fā)展，石油工業(yè)成為排污大戶，從石油精煉行業(yè)中產(chǎn)生的廢水中含有大量的有毒污染物，如烴類、芳香族有機化合物、重金屬等，會嚴重危害環(huán)境和人類的身體健康。許多研究者試圖利用MBR技術(shù)處理煉油廢水，然而，膜污染

2、問題，以及煉油廢水中含有的大量不能生物降解的有害污染物，給膜生物反應(yīng)器技術(shù)帶了很大困難。本文嘗試向處理煉油廢水的MBR系統(tǒng)中投加粉末活性碳來提高有機物去除率。結(jié)果表明粉末活性炭（PAC）的加入對化學(xué)需氧量（COD）、氨氮、毒性的去除都有明顯提高的作用，但是磷的去除率沒有變化。隨PAC投加量的增加，COD的去除有明顯增加的趨勢。反應(yīng)器運行前期，PAC的加入有助于提高硝化作用。在運行穩(wěn)定后，所有反應(yīng)器進水中氨氮幾乎全部去除，但是對氨氮的突然

3、增加所表現(xiàn)出的穩(wěn)定性不高。另外，所有四個反應(yīng)器對磷的去除幾乎沒有差別，因此，反應(yīng)器對于氨氮和磷的去除主要是由于微生物的作用，PAC的加入對其影響不大。Microtox毒性分析結(jié)果表明活性炭的加入對于不能生物降解的有毒物質(zhì)的去除效果非常明顯，并且0.04 g/L·d的日投加量（R2）就可以很好的出去污水中的有毒物質(zhì)。
　　另外，隨著PAC投加量的增多，主要膜污染物，溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）的濃度下降，膜透過阻力也隨之下降。另外，結(jié)

4、合別的工作者的研究結(jié)果，對PAC改善膜污染趨勢的機理做了分析，發(fā)現(xiàn)PAC對膜污染的改善的主要原因是污泥顆粒沉降性的改善作用。通過對COD物料平衡模型的分析，發(fā)現(xiàn)低PAC加入的反應(yīng)器中，對于COD的去除的主要作用機理仍是微生物的降解作用，而高PAC投加量的COD主要是由PAC的吸附作用去除，因此，過高的PAC投加量會增加成本，在本文研究條件下，對MBR處理煉油廢水的最佳PAC投加量為0.08 g/L·d。
　　由于在極端短污泥停留時

5、間和水力停留時間的條件下，污水中的有機物成為被提取的能源來源，并轉(zhuǎn)移到污泥中，污泥消化后產(chǎn)生甲烷或者焚燒釋放來自污水中的能量，不僅可以節(jié)省能源，降低曝氣成本，還可以提高生態(tài)效益，許多研究者試圖用這種方式使處理工藝實現(xiàn)能源自給，但是這種操作條件下的膜污染研究較少。因此，本文對短污泥停留時間（SRT）（2d）和短水力停留時間（HRT）（1h）條件下，污泥性質(zhì)尤其是SMP的組成和濃度以及對膜污染的影響做了研究，結(jié)果表明降低 SRT對污泥濃度，

6、沉降性，SMP產(chǎn)出量等性質(zhì)的影響都小于降低HRT對其的影響，極短HRT尤其對膜污染的影響巨大。雖然極短HRT（1h）能夠使反應(yīng)器中微生物快速生長，產(chǎn)生大量污泥，利于有效回收污水中的COD，但是膜污染非常嚴重，這種條件下對于MBR運行的可行性提出質(zhì)疑。并證明了改變SRT對SMP組分中多聚糖的影響較大。
　　SMP是MBR實際應(yīng)用中膜污染的主要物質(zhì)以及出水中的主要殘留有機物，其測定方法的準確性非常重要，本文還分別比較了標準曲線法（SC

7、M），傳統(tǒng)的標準加入法（CSAM）和 H-point標準加入法（HPSAM）對人工配制的主要成分為SMP組分的水樣，和三個不同生物反應(yīng)器中實際污泥樣品的SMP組分的測定，建議Lowry顯色法對蛋白質(zhì)的測定不適用于城市污水處理的研究中，并提出HPSAM提供了一個更加準確且精確的測定SMP中碳水化合物的分析方法。
　　本文最后利用雙氧水、次氯酸納和表面活性劑（BOCs）三種不同的清洗劑，對長期運行膜生物反應(yīng)器的不可逆污染膜進行清洗，試

8、圖找出能夠替代次氯酸納溶液的更加環(huán)保的清洗劑。膜污染阻力去除率的研究結(jié)果顯示，雖然次氯酸納溶液清洗效果最好，但是最適用量較大（500mg/L），長期使用對膜有損害，且對環(huán)境會造成污染，雙氧水的處理效果略低于氯，但是用量少（50-100mg/L），且產(chǎn)物是水，不會對環(huán)境造成污染。另外，雙氧水對有機物的氧化受外界條件影響較大，本實驗的結(jié)果看最佳恢復(fù)清洗時間為24h，最適pH為8.5。紅外光譜分析的結(jié)果表明，膜表面不可逆污染物為多糖，雙氧水和