浸没式管式膜mbr+处理含酚废水的工艺研究

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1、浸没式管式膜MBR处理含酚废水的工艺研究112朱华章，刘恩华，杜启云（1天津工业大学膜科学与技术研究所，2天津膜天膜工程技术有限公司天津300160）摘要：采用浸没式好氧管式膜生物反应器处理含酚废水，对不同操作条件下的出水通量进行研究，结果表明：（1）随着膜管内曝气量的增加膜通量衰减程度降低，保持更高的膜通量；（2）随着污泥浓度的增加，膜仍有较高的通量，当污泥浓度为15.2g/L，膜通量可维持在260L/m.h；（3）通过连续和间歇运行实验对比，发现间歇运行膜通量相对较高，通量衰减较2慢，运行8h后通量仍能维持在70L/m.h。关键词：管式膜；MBR；含酚废水膜生

2、物反应器(MembranceBioreactor,简称MBR)是膜分离与生物处理技术组合而成的废水生物处理新工艺[1],具有对有机污染物去除效率高、出水水质好、流程简单、结构紧凑等优点,在废水回用与资源化领域应用前景广阔[2～5]。最早的膜生物反应器属于外置式膜生物反应器。它是将膜独立于反应器外，原水进入含有丰富微生物的生物反应器之中，混合液被泵送入环路中的膜单元，透过液被排走，截留浓缩液返回到反应池中。膜组件自成系统，运行稳定可靠，易于清洗、更换。但是泵的高速旋转产生的剪切力对某些微生物菌体会产生失活现象，而且一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积，由循环泵提供的

3、水流流速都很高，因此动力消耗较大。近年来一体式膜生物反应器应用广泛，其将膜组件直接浸泡在好氧生物反应器中，通过膜组件下方的曝气装置使膜表面产生剪切力，减慢膜表面污染物的聚集，有利于减轻膜污染。透过液通过抽吸泵的负压流出膜组件。由于不使用循环泵，可避免微生物受到较大剪切力而失活，而且运行能耗较低。相对于传统膜生物反应器中使用的中空纤维膜，管式膜具有流道宽，料液在管内湍流流动，膜不易污染，对料液的预处理精度要求低等优点；另外用于膜生物反应器可使生化反应器内的污泥浓度从3～5g/L提高到20～30g/L或更高，从而使反应效率提高。另外，管式膜易于清洗，除可用化学试剂清洗

4、外，还可以用机械方法清洗，其可应用于较高浓度有机废水的处理。本文结合一体式膜生物反应器及管式膜的优点，采用浸没式管式膜处理含酚废水。通过改变系统运行方式、膜管内曝气量以及污泥浓度，探讨了不同操作条件对浸没式管式膜MBR处理含酚废水的影响。1．实验部分1.1实验装置实验用管式膜生物反应器中安装1个内压式管式膜组件，膜组件由7根长15cm的膜管（截流分子量100000）浇铸而成，膜材质为聚偏氟乙烯（PVDF），单根膜直径12mm，总有效面2积为396cm，如图1-1所示。3实验系统的好氧曝气池的有效容积为16L，曝气池中总曝气量为8m/h（包括膜管内曝气量）。运行间歇

5、对其进行机械和药物清洗，当膜通量恢复到一定程度后改变操作条件，从而实现连续运行。38192756410图1-1①原水罐，②生物反应池，③原水泵，④气泵，⑤气体流量计，⑥射流曝气头，⑦管式膜组件，⑧真空表，⑨液体流量计，⑩出水泵1.2测试项目与方法本实验用污水为配制的苯酚溶液，苯酚浓度为2126mg/L，COD为5400mg/L。当污水处理量（q）平均为1.2L/h，停留时间（HRT）为13.3h，污泥浓度（MLSS）12-13g/L，溶解氧（DO）2-3mg/L，温度20℃时出水苯酚浓度为0.13mg/L，COD为61.01mg/L，其去除率分别达到99.99%，

6、98.87%。出水浊度（NTU）均小于0.2。在较好的出水水质的情况下，通过连续运行和间歇运行实验来考察管内曝气量、MLSS等对膜通量的影响，从而确定最佳的操作条件。2．结果与讨论2.1连续运行实验2.1.1不同曝气量对膜通量的影响图2-1不同曝气量对膜通量的影响图2-2不同污泥浓度对膜通量的影响温度：20℃，MLSS:13.9g/L,真空度:-0.090曝气:16L/min,，温度:20℃，真空度:-0.090图2-1是不同曝气量下的膜通量随时间变化的情况。从图中可以看出，在系统运行初始2阶段，不同曝气量膜通量之间差异不大，均在140L/m.h左右；系统运行2h

7、后，不同曝气量的膜通量有了较明显的差异，随着曝气量由13L/min增加到23L/min，膜通量呈增大趋势，这是由于管内曝气量越大，产生的气泡数量越多，对膜的清洗效果越明显，污泥对膜的污染程度越低；系统运行2.5h以后，由于管内曝气对膜表面的清洗作用大于污泥所形成的膜污染作222用，膜通量下降较慢，出水相对稳定。从图中比较，曝气量为16L/m.h、20L/m.h、23L/m.h2时，运行2.5小时后膜通量差别不大，相比较而言，曝气量为16L/m.h更为节省能源。2.1.2不同污浓度对膜通量的影响图2-2为连续状态下不同污泥浓度时膜通量随时间的变化。可以看出，膜通量随

8、着污泥2浓