MABR膜材料選擇優(yōu)化及微流場(chǎng)對(duì)生物膜性能的影響.pdf

1、MABR是一種具有廣泛應(yīng)用前景的利用透氣膜進(jìn)行曝氣的新型有機(jī)廢水處理工藝，它有效的將生物膜和膜分離技術(shù)相結(jié)合，憑借能耗低、效率高、占地少、污泥少等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為污水處理的新工藝。曝氣膜材料特性及MABR反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)特征對(duì)MABR的運(yùn)行效能有重要的影響。
　　首先，本文通過(guò)對(duì)PVDF和PP中空纖維膜材料的表面形態(tài)、生物相容性、脫氮除碳及膜污染等進(jìn)行研究，比較材料特性對(duì)生物膜及MABR運(yùn)行的影響，提供選擇適合MABR膜材料的原則和依據(jù)

2、，以提高M(jìn)ABR運(yùn)行效率。研究表明:PVDF纖維膜材料相比于PP纖維膜材料具有較強(qiáng)的生物附著性，在掛膜啟動(dòng)過(guò)程中能夠更快的附著微生物膜，加快系統(tǒng)的啟動(dòng)速度。通過(guò)觀察兩種膜表面生物污染情況，PVDF膜纖維表面呈魚(yú)鱗狀結(jié)構(gòu)，有效保護(hù)了膜孔不被微生物完全堵塞。PP纖維膜表面較為平滑，導(dǎo)致了較為嚴(yán)重的膜污染和較低的氧傳遞速率。水質(zhì)的處理效果中，選用PVDF纖維膜的MABR膜組件COD和TN的去除率分別為94.2％和77.6％，均高于PP纖維膜組

3、件（85.3％和61.4％）。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行末期，曝氣膜孔被嚴(yán)重污染，生物膜內(nèi)溶解氧的分布差異致使RPVDF體系內(nèi)具有同步硝化反硝化和短程硝化反硝化共存的脫氮過(guò)程，而RPP體系內(nèi)的脫氮過(guò)程趨向于以短程硝化反硝化過(guò)程為主導(dǎo)。
　　其次，本文在課題組前期對(duì)MABR反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)模擬優(yōu)化基礎(chǔ)上，對(duì)流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行劃分，研究了組件中不同流場(chǎng)對(duì)局部纖維上微生物種群特性及生物膜的影響。微流場(chǎng)對(duì)生物膜密度、厚度及種群分布都有顯著的影響且各個(gè)階段的影響各不相

4、同，初期由于生物膜尚未成熟，尤其是進(jìn)出口區(qū)域受剪切力及溶解氧影響較大，氨氧化菌(AOB)及亞硝酸鹽氧化菌(NOB)分布不均勻，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)器各個(gè)區(qū)域的種群分布較為均勻，但由于膜污染較為嚴(yán)重，氧傳遞速率較之前下降較快。當(dāng)反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后，生物膜分層較為明顯，AOB逐漸成為優(yōu)勢(shì)種群，反應(yīng)器向有利于短程硝化反硝化的方向進(jìn)行。
　　本研究通過(guò)對(duì)兩種纖維曝氣膜材料MABR性能的分析比較，認(rèn)為PVDF曝氣纖維更適于做膜曝氣生物膜反應(yīng)器