新型布膜生物反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)及其優(yōu)化運(yùn)行研究.pdf

1、膜生物反應(yīng)器由于膜組件造價(jià)高、容易發(fā)生膜污染等原因，限制了其在實(shí)際工程中的廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)布膜生物反應(yīng)器進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，布膜生物反應(yīng)器除具有傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器眾多優(yōu)點(diǎn)外，還具有能耗低、造價(jià)低、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，但由于其運(yùn)行通量不高，易發(fā)生膜污染等原因，也限制了其發(fā)展速度。
　　 針對(duì)目前布膜生物反應(yīng)器通量較小、運(yùn)行周期短等缺點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)在以往研究的基礎(chǔ)上，選用PE5μm、PE25μm、PP5μm、PP25μm四種無(wú)紡布

2、，以及500目、800目?jī)煞N尼龍紡織布作為反應(yīng)器膜過(guò)濾材料，并對(duì)6種膜過(guò)濾材料的可行性進(jìn)行了對(duì)比分析，選出最佳膜過(guò)濾材料。同時(shí)，研發(fā)出兩種新型布膜生物反應(yīng)器:浸沒(méi)式布膜生物反應(yīng)器和敞開(kāi)式布膜生物反應(yīng)器，并通過(guò)三種運(yùn)行方式進(jìn)行對(duì)比分析確定最佳運(yùn)行方式，達(dá)到延長(zhǎng)運(yùn)行周期，減緩膜污染的目的。最后，本研究還對(duì)布膜生物反應(yīng)器產(chǎn)生的膜污染進(jìn)行了初步研究與探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　 PE5μm、PE25μm無(wú)紡布光面，500目、800目的尼龍

3、紡織布具有較強(qiáng)的親水性。而PE5μm、PE25μm無(wú)紡布毛面，PP5μm、PP25μm無(wú)紡布親水性較差，易發(fā)生膜污染。PE25μm無(wú)紡布光面，500目、800目的尼龍紡織布泥水通量下降迅速，易發(fā)生膜堵的現(xiàn)象。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇PE5μm光面作為膜過(guò)濾材料進(jìn)行后續(xù)的研究。
　　 浸沒(méi)式布膜生物反應(yīng)器出水、上清液CODcr去除率分別為91.79％和89.83％， NH4+-N去除率分別為86.74、85.89％。平均出水濁度為3.5

4、NTU，表明浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器具有很好的截留能力。此外，以出水水量非恒定方式運(yùn)行，膜組件通量衰減很快，可持續(xù)運(yùn)行時(shí)間僅為880 min，而以出水水量恒定方式運(yùn)行，初始通量為10 L/m2·h時(shí)，系統(tǒng)可持續(xù)運(yùn)行11天。
　　 敞開(kāi)式布膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)出水初始通量分別為40 L/m2·h、30L/m2·h、20 L/m2·h、10 L/m2·h時(shí)，裝置可運(yùn)行時(shí)間分別為1天、10天、23天、35天，處理出水總體積分別為960 L/m2

5、、5928 L/m2、7920L/m2、10104 L/m2，綜合運(yùn)行時(shí)間及處理總體積兩因素考慮，本實(shí)驗(yàn)選擇20 L/m2·h為最佳初始通量。裝置運(yùn)行期間發(fā)生污泥膨脹，此時(shí)出水CODcr、濁度去除率分別比正常運(yùn)行情況下提高2.01％、61.75％，但出水NH4+-N去除率下降了17.25％。
　　 改進(jìn)UNITANK工藝布膜生物反應(yīng)器出水、上清液CODcr平均去除率分別為92.05％、90.15％，NH4+-N平均去除率分別為9

6、2.86％、91.96％。裝置采用上清液過(guò)膜直接出水，減少了污泥顆粒對(duì)膜表面的沖刷，降低了膜污染速率，截留效果更好，平均出水濁度為1.705 NTU。運(yùn)行通量為30 L/m2·h時(shí)，總處理水量可達(dá)12048L/m2。
　　 由于部分膜組件與空氣直接接觸使敞開(kāi)式膜生物反應(yīng)器跨膜壓差近乎為0，而浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器跨膜壓差約為8500 Pa。當(dāng)初始通量為20 L/m2·h時(shí)，浸沒(méi)式僅運(yùn)行5天，而敞開(kāi)式可運(yùn)行23天才會(huì)發(fā)生膜污染。實(shí)驗(yàn)表

7、明，在滿足穩(wěn)定出水的壓力條件下，跨膜壓差越小，裝置可運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，膜污染越緩慢。
　　 改進(jìn)UNITANK工藝布膜生物反應(yīng)器，采用上清液過(guò)膜直接出水，出水MLSS不能檢出，而敞開(kāi)式布膜生物反應(yīng)器中MLSS濃度為4000mg/L。初始通量為30 L/m2·h時(shí)，敞開(kāi)式可運(yùn)行10天，而改進(jìn)UNITANK式可運(yùn)行19天。表明，當(dāng)MLSS濃度增大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致污泥的過(guò)濾性能變差，最終發(fā)生膜污染現(xiàn)象。可見(jiàn)，當(dāng)出水MLSS不能檢出時(shí)，可以減緩膜