膜生物反應器深度凈化低溫污水技術研究.pdf

1、膜生物反應器是將高效膜分離技術與活性污泥相結合的新型水處理技術，具有處理效率高、出水水質好、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器，用動態(tài)試驗和理論分析相結合的方法，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器生物降解與膜截留協(xié)同作用凈化機理，反應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理論和本次試驗數(shù)據(jù)，對一體式膜生物反應器動力學進行了研究，建立了一體式膜生物反應器處理低溫城市生活污水、洗浴污水動力學模型和有機底質預測動力學模型。試驗結果表明：溫度降低，微生物降解能力減弱，而同時膜對有機物去除作用增強，從而保證了膜生物反應器系統(tǒng)去處率和出水效果的穩(wěn)定性。進一步分析表明，溫度降低時，膜對溶質的分離率提高，使得

3、膜截留污染物的能力增強，據(jù)此提出了一體式膜生物反應器的低溫自補償作用機理，揭示了在低溫條件下一體式膜生物反應器的凈化規(guī)律。 本文通過試驗，考察了膜生物反應器對生活污水、洗浴污水的處理效果，獲得了滿意的結果，各項指標均符合我國生活雜用水水質標準。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有較大影響，但是基本不影響膜出水的水質。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，進而確定了膜生物反應器的主要設計參數(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論。經(jīng)過對膜污染機理的分析，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器凈化污水效果與膜污染關系。 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、膜反應器內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構，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。試驗結果表明，投加80～100目的粉末活性炭，對反應器膜污染速度有明顯的減緩作用。 文中對三種恢復膜透過性能的方法(空曝氣、水力清洗、化學清洗)進行了分析比較。結果表明化學清洗效果優(yōu)于物理清洗效果。試驗進行了不同清洗方法的組合研究，確定水力清洗+