一體式MFC-MBR脫氮效果及膜污染特性研究.pdf

1、膜生物反應器具有高效的污水處理效果,但對于TN的去除效果不佳,且膜污染比較嚴重,影響了MBR的應用,而MFC可以利用NO3-等為電子受體,以陽極傳遞過來的電位為電子供體進行反硝化作用,將兩者結合,構造出一種新型的一體式MFC-MBR工藝,能有效去除污水中的TN,同時可以改善系統(tǒng)的污泥特性,延緩膜污染的發(fā)生。
　　以普通MBR為對照,研究了一體式MFC-MBR在水處理過程中污染物的去除特性以及產電特性,MFC的耦合作用并未改變系統(tǒng)對

2、COD以及NH4+-N的去除效果,兩者的去除效果均超過88％和99%,出水具有較好的效果,但MFC的耦合作用使得系統(tǒng)的TN有較為明顯的提高,一體式MFC-MBR系統(tǒng)TN的去除效果達到69%,比對照MBR高14%,且氮的去除主要依靠傳統(tǒng)反硝化來完成。系統(tǒng)在去除有機物質的同時可以回收電能,一體式MFC-MBR系統(tǒng)在運行過程中最大功率密度達到0.79W/m3。
　　改變不同的運行條件可以改善系統(tǒng)的水處理效果,當進水有機負荷增高時,系統(tǒng)出

3、水COD值沒有明顯區(qū)別,但去除率由79.45%升高至91.29%,NH4-N的去除效果在不同條件下均達到99%,但TN的去除率由67%提高到84%,同時較高的進水COD降低系統(tǒng)的最大功率密度,當COD由200mg/L升高至500mg/L時,最大體積功率由1.42W/m3降至0.84W/m3;改善系統(tǒng)的HRT也影響系統(tǒng)水處理效果,在4h-8h內,隨著HRT的延長,COD的去除率未見明顯變化,NH4+-N的去除率由90.4%升高至99.4%

4、,TN的去除率44.1%升高至75.3%,不同的HRT影響系統(tǒng)的輸出電壓,隨著HRT的延長,輸出電壓降低;外阻的改變也影響系統(tǒng)的產電特性和水處理特性,隨著外阻的增高,一體式MFC-MBR系統(tǒng)對COD和NH4-N的去除沒有明顯的區(qū)別,去除率均超過87%和99%,但外阻的增加使得系統(tǒng)TN的去除率略微降低,當R由R=50?升高至500?時,TN去除率由75.3%降低到67.2%,且隨R的提高,OCV由608mV升高至832mV,而最大功率密度

5、由1.1W/m3降低至0.89W/m3。
　　同時研究了兩套系統(tǒng)在運行過程中膜污染特性,一體式MFC-MBR系統(tǒng)能夠有效改善活性污泥的性質,使得活性污泥性質向有利于延緩膜污染的方向改善,在一個周期的運行時間內,一體式MFC-MBR系統(tǒng)運行周期達到71d,比對照MBR延長了42%,且有更低的EPS總量,EPS下降比例達到30%,且MFC的作用使絮體體積平均粒徑由91.7μm增大到239.5μm,粒徑小于50μm的小粒子由超過30%的