膜生物反应器处理回用生活污水的实验研究

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1、王洪等：膜生物反应器处理回用生活污水的实验研究487膜生物反应器处理回用生活污水的实验研究王洪1,2，李海波1*，孙铁衍1,2,31.沈阳大学环境工程重点实验室，辽宁沈阳110044；2.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004；3.中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016摘要：针对当前社会对污染物减排和中水回用的需求，采用一体式膜生物反应器(SMBR)对生活污水进行处理，研究了处理效果和工艺条件。结果表明：SMBR是生活污水处理回用的简单高效的工艺方法，SMBR膜出水COD<20mg·L-1，BOD5<1mg·L-1，NH4+-N

2、<1mg·L-1，出水无悬浮物，可以达到城市杂用水回用标准。同时，SMBR对总氮、总磷具有一定的去除效果，污泥沉降性能良好，污泥指数稳定在78~115，污泥龄可达40-60d，保证了系统内污泥质量浓度；通过控制合适的气水比25∶1~60∶1、采用间歇出水方式等工艺操作条件可以保持良好的污泥特性并可延缓膜污染，延长膜的使用寿命，提高SMBR对污水处理的效率。关键词：膜生物反应器；MBR；生活污水；污泥特性图1实验流程图Fig.1Flowchartofexperimentprocess1储水箱2好氧反应器3膜组件4蠕动泵5空压机6进水泵7曝气头8真空表9

3、PLC控制箱10流量计中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）02-0484-05王洪等：膜生物反应器处理回用生活污水的实验研究487膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与传统活性污泥生化处理技术相结合的新型污水处理工艺，它以膜分离代替常规活性污泥中以重力进行沉降分离的二沉池，使其在工艺上具有许多优点[1-4]，出水水质优于传统三级处理出水水质。生活污水中含有的污染物成份变化不大，质量浓度较低，并且不含有有毒物质等，易于进行好氧生物处理。在水资源日益紧缺的情况下，随着膜技术的发展、社会对污水回用的要求，膜生物反应器

4、在生活污水回用中有较好的应用前景[5,6]。许多研究表明由于运行条件控制不好，MBR易出现污泥膨胀、膜污染严重、出水效果不好等问题[7-10]。本研究以一体式膜生物反应器处理生活污水，确定其运行工艺参数，污泥特性，以期为MBR在生活污水回用方面的应用提供参考。1实验装置与方法1.1实验装置一体式膜生物反应器由有机玻璃制成，膜反应区为有效容积为60L。膜组件为聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜，膜孔径为0.22μm，过滤面积为0.12m2，膜组件拆卸方便，可以随时进行单片清洗，共放置8块平板膜。MBR反应器的基本构造如图1所示。1.2运行方法膜组件浸于生物反

5、应器内，下设曝气管以提供水流循环动力和微生物分解有机物所需氧气，采用连续曝气方式，溶解氧的质量浓度为4~5.5mg·L-1。废水经活性污泥作用后由蠕动泵抽吸经膜过滤后形成系统出水。同时，自吸泵前设置压力表，通过观察压力表变化来反应污染情况，初始压力为0.01MPa，当压力升至0.05MPa后，说明膜污染严重，影响出水通量，需进行膜清洗。本MBR操作采用PLC自动控制箱对进水、出水、曝气等进行控制，在装置运行周期内，为减少膜污染的进程，膜出水采用间歇方式，以10min为一运行周期，连续出水8min，空曝（仅曝气不出水）2min。1.3实验方法王洪等：膜

6、生物反应器处理回用生活污水的实验研究487为比较MBR和普通活性污泥的不同及其工艺优点，实验考察了不同时间下原水、反应器内混合液沉淀后的上清液、反应器内的混合液经普通定量滤纸过滤后的溶液（以下简称滤过液)、系统出水（膜出水）这四部分污水的各项指标，以进行分析讨论。所接种用的活性污泥取自沈阳市北部污水处理厂曝气池。实验废水为人工配制生活污水和沈阳大学生活区内实际废水，水质指标见表1所示。本实验对常规进、出水水质指标进行了检测，SV、污泥质量浓度、COD、氨氮、总氮、总磷等均采用国家标准方法进行监测[11]。pH值、DO采用德国WTW公司oxi340pH

7、/DO测定仪测定，BOD5采用WTW公司OxiTop型BOD仪测定。2实验结果与讨论2.1MBR系统对有机污染物的去除种泥投加到反应器内，闷曝培养进行五天后，系统开始连续运行，待系统的上清液COD去除率达到70%以上时，说明MBR工艺基本稳定，开始进行连续监测。实验过程中，MBR对COD的去除过程如图2所示。图2MBR对污水COD的去除情况Fig.2RemovalresultsofCODinMBR由图2可以看出，运行期间前60天进水COD值保持在400mg·L-1左右，上清液COD范围在100mg·L-1上下变化，反应器内活性污泥对COD的去除率在6

8、5%~95%之间，用滤纸简单过滤，上清液中的细小污泥颗粒可进一步被截留，膜反应器的总去除率可达到90%~99