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文檔簡介
1、缺氧/好氧膜生物反應(yīng)器(A/O-MBR)因其出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定等優(yōu)點越來越多地在分散式污水處理和中水回用中得到應(yīng)用,然而膜污染的存在阻礙了A/O-MBR系統(tǒng)的進一步發(fā)展。近年來,大量研究表明,微生物產(chǎn)生的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)是導(dǎo)致膜污染的一個重要因素。而A/O-MBR系統(tǒng)的操作參數(shù)會在一定程度上影響EPS的數(shù)量和組成比例,進而對膜污染程度產(chǎn)生作用。因此,研究操作參數(shù)
2、對EPS和膜污染的影響對于深入探討膜污染機理、尋求有效的膜污染控制措施具有重要意義。
曝氣強度和污泥濃度是影響A/O-MBR的重要操作參數(shù),為探討操作條件對EPS和膜污染的影響,本研究主要考察了不同曝氣強度(分別為2m3/h、3m3/h和5m3/h)和不同污泥濃度(分別為3000mg/L、5000mg/L、7000mg/L、9000mg/L)下A/O-MBR系統(tǒng)運行效果,以及系統(tǒng)中EPS濃度變化和膜污染情況,并探討了EPS
3、變化與膜污染之間的相關(guān)關(guān)系,主要研究內(nèi)容如下:
首先考察了不同曝氣強度下A/O-MBR系統(tǒng)運行效果,結(jié)果表明:當(dāng)曝氣強度為3m3/h時,系統(tǒng)處理效果最佳,COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分別為96.9%、95.9%、77.5%和35.9%。不同曝氣強度下,取系統(tǒng)好氧段活性污泥混合液,測定了其中溶解態(tài)EPS(S-EPS)和結(jié)合態(tài)EPS(B-EPS)含量的變化,試驗結(jié)果表明:S-EPS含量隨著曝氣強度的增加而增加;不
4、同曝氣強度下S-EPS中p/c的時間平均值分別為2.14、1.64和1.45,并隨著曝氣強度的增加而降低;B-EPS含量隨著曝氣強度的增強先增加后減小;B-EPS中p/c的時間平均值由大到小的順序為:工況二>工況三>工況一。同時,在各工況末期,取膜面附著污泥考察了其中S-EPS和B-EPS含量的變化情況,結(jié)果表明:膜面污泥EPS總量隨著曝氣強度的增大先升高后降低,當(dāng)曝氣強度為3m3/h時,膜面污泥EPS總量達(dá)到最大值,2122.8mg/
5、m2;其中,B-EPS的量與膜面污泥EPS總量呈現(xiàn)相同的先增大后減小的趨勢,而S-EPS的量隨著曝氣強度的增大而減小;S-EPS更易受到曝氣強度的影響,在總EPS中所占的比例分別為21.7%,12.8%和10.8%。同時,本文還考察了不同曝氣強度下系統(tǒng)TMP隨時間變化情況,各工況運行最終TMP分別為25.7kPa、22.13kPa和17.67kPa。在上述試驗研究的基礎(chǔ)上,利用統(tǒng)計軟件SPSS分析探討了EPS與膜污染速率的相關(guān)關(guān)系,結(jié)果
6、表明:混合液S-EPS中p/c與平均膜污染速率呈現(xiàn)良好的相關(guān)性,兩者之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.955;混合液B-EPS各組分含量及其p/c與膜污染速率的相關(guān)性較差,皮爾遜相關(guān)系數(shù)絕對值均小于0.8;膜面污泥EPS各部分p/c比其含量與各工況最終TMP的相關(guān)性更強,S-EPS中p/c、B-EPS中p/c和總EPS中p/c與TMP的相關(guān)系數(shù)分別為0.746、0.385和0.574,而總EPS與TMP的相關(guān)系數(shù)僅為0.091。另外,本文還考察
7、了混合液EPS和膜面污泥EPS各部分蛋白質(zhì)/多糖(p/c)之間的關(guān)系,結(jié)果表明:膜面污泥中S-EPS的p/c隨混合液中S-EPS的p/c的增加而增加,而膜面污泥B-EPS變化趨勢恰恰相反,隨著混合液中B-EPS的p/c的增加而減小。兩者之間存在較好的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.998和-0.790。
同樣地,本文考察了不同污泥濃度下A/O-MBR系統(tǒng)運行效果,結(jié)果表明:當(dāng)污泥濃度為5000mg/L時,系統(tǒng)處理效果最佳,COD
8、、NH3-N、TN和TP的平均去除率分別為98.2%、95.0%、75.9%和33.8%。不同污泥濃度下,取系統(tǒng)好氧段活性污泥混合液,測定了其中S-EPS和B-EPS含量的變化,試驗結(jié)果表明:隨著污泥濃度的升高,S-EPS濃度先減小后增加;不同污泥濃度下S-EPS中p/c相差不大,當(dāng)污泥濃度為3000~7000mg/L時,S-EPS中p/c隨著污泥濃度的增加而略有提高,但變化不大,p/c的時間平均值均在1.5左右。而當(dāng)污泥濃度為9000
9、mg/L時,S-EPS中p/c急劇升高,其時間平均值為1.81;B-EPS含量隨污泥濃度增加而升高;隨著污泥濃度的增加,B-EPS中p/c有微弱的提高。同時,在各工況末期,取下膜面附著污泥考察了其中S-EPS和B-EPS含量的變化,試驗結(jié)果表明:膜面EPS總量隨著污泥濃度的增加而增加。本文還考察了不同污泥濃度下系統(tǒng)TMP隨時間變化情況,各工況運行最終TMP分別為20kPa、21.6kPa、23.4kPa和30kPa。在以上試驗研究的基礎(chǔ)
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