膜生物反應(yīng)器深度凈化低溫污水技術(shù)研究.pdf

1、膜生物反應(yīng)器是將高效膜分離技術(shù)與活性污泥相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，具有處理效率高、出水水質(zhì)好、占地面積小、易實現(xiàn)自動控制、運行管理簡單等優(yōu)點。本文采用一體式膜生物反應(yīng)器，用動態(tài)試驗和理論分析相結(jié)合的方法，在低水溫條件下處理城市生活污水和洗浴污水。主要研究了一體式膜生物反應(yīng)器生物降解與膜截留協(xié)同作用凈化機(jī)理，反應(yīng)器對水中各種污染物的凈化效果及其影響因素，膜污染控制機(jī)理，以及污染膜清洗再生方法。 試驗采用兩套平行運行的反應(yīng)器，固定水

2、力停留時間、氣水比、控制基本相同的污泥濃度，相同的進(jìn)水條件等環(huán)境因素，只采用不同的水溫。根據(jù)活性污泥法基本動力學(xué)理論和本次試驗數(shù)據(jù)，對一體式膜生物反應(yīng)器動力學(xué)進(jìn)行了研究，建立了一體式膜生物反應(yīng)器處理低溫城市生活污水、洗浴污水動力學(xué)模型和有機(jī)底質(zhì)預(yù)測動力學(xué)模型。試驗結(jié)果表明：溫度降低，微生物降解能力減弱，而同時膜對有機(jī)物去除作用增強(qiáng)，從而保證了膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)去處率和出水效果的穩(wěn)定性。進(jìn)一步分析表明，溫度降低時，膜對溶質(zhì)的分離率提高，使得

3、膜截留污染物的能力增強(qiáng)，據(jù)此提出了一體式膜生物反應(yīng)器的低溫自補償作用機(jī)理，揭示了在低溫條件下一體式膜生物反應(yīng)器的凈化規(guī)律。 本文通過試驗，考察了膜生物反應(yīng)器對生活污水、洗浴污水的處理效果，獲得了滿意的結(jié)果，各項指標(biāo)均符合我國生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。試驗中通過改變工藝運行參數(shù)考察各個參數(shù)對工藝運行穩(wěn)定性及對處理效果的影響。試驗結(jié)果表明，水力停留時間對膜出水的中COD和NH3-N值無甚影響，而對上清液中COD的影響較大。污泥濃度對上清

4、液的影響大于對膜出水的影響。污泥濃度和水力停留時間對污染物去除效果存在交互影響。溫度對于上清液的水質(zhì)有較大影響，但是基本不影響膜出水的水質(zhì)。溫度的升高會使色度的去除率明顯提高，但是低溫下色度的去除效果不夠理想，因為色度的去除主要依靠生物降解作用，而低溫時生物降解作用減弱。曝氣量對上清液和膜出水的影響不大。通過理論分析和實驗研究，進(jìn)而確定了膜生物反應(yīng)器的主要設(shè)計參數(shù)：水力停留時間為4h左右；污泥濃度為2～3g/L；氣水比為25：1～40：

5、1。 針對膜組件易污染堵塞，影響膜通量的問題，本文做了大量的試驗和理論分析，獲得了一些有價值的結(jié)論。經(jīng)過對膜污染機(jī)理的分析，提出了膜比阻力和膜比污染削減量兩個新概念。膜比阻力用來描述膜透過性能的變化，膜比污染物削減量用來描述一體式膜生物反應(yīng)器消減污染物的能力。同時提出了水量膜阻力增量和污染物膜阻力增量，用來描述一體式膜生物反應(yīng)器凈化污水效果與膜污染關(guān)系。 試驗考察了投加粉末活性碳對膜污染的控制。發(fā)現(xiàn)投加粉末活性炭可使

6、膜反應(yīng)器內(nèi)絮體的可壓縮性降低，同時使微生物絮體中的胞外聚合物(EPS)減少，形成生物活性炭，并且可以改變膜表面的凝膠層結(jié)構(gòu)，從而提高膜通量；而在膜通量不變的條件下，減緩膜阻力增長速度。試驗結(jié)果表明，投加80～100目的粉末活性炭，對反應(yīng)器膜污染速度有明顯的減緩作用。 文中對三種恢復(fù)膜透過性能的方法(空曝氣、水力清洗、化學(xué)清洗)進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明化學(xué)清洗效果優(yōu)于物理清洗效果。試驗進(jìn)行了不同清洗方法的組合研究，確定水力清洗+