探析一体式mbr处理生活污水膜污染机理的试验研究

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1、南京工业大学硕士学位论文一体式MBR处理生活污水膜污染机理的试验研究姓名：谭德君申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：吕伟娅20070608摘要城市生活污水的再生利用是丌源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水的有效途径之一。传统的水处理工艺由于其本身的局限性较难满足以再生回用为目的的污水深度处理小型化、设备化的要求。因此，探求新型的污水处理与回用技术成为一个亟待解决的课题。传统活性污泥法与膜技术的组合与集成是一种目前研究与应用较多的方法。膜生物反应器采用了膜组件作为分离手段，克服了传统生物处理方法的缺

2、点，拥有诸多优势，作为中水回用的一种重要的技术手段成为近年来研究的热点。针对膜生物反应器应用的瓶颈一膜污染问题，本研究以取自市政管网的生活污水作为研究对象，在近一年的连续运行中对一体式中空纤维膜生物反应器长期运行的处理效果；膜污染的发展变化过程；膜污染过程的模型分析；启动压力以及抽吸时间、曝气量对膜污染速率的影响；反应器内微生物的演变及其对膜污染的影响：膜表面的污染物组成；污染膜的清洗方法；膜阻力的分布等进行了研究。试验结果表明，试验反应器对COD。，的去除效果良好，并具有较好的耐冲击性能。出水COD。，在8～20

3、m∥1，去除率为85％～100％，平均去除率为93％。反应器对氨氮的去除也较好，出水氨氮值为0．04～5．42m朗，去除率为80％～99％，平均91％。单纯的好氧膜生物反应器对磷的去除效果不佳。出水浊度始终保持在0．5NTU以下，在出水中几乎检测不出SS。在反应器长期运行中对膜污染的发展过程进行了检测和模型分析。膜污染先后经历了膜孑L阻塞、形成凝胶层和滤饼层等阶段。在过滤的初期，膜阻力主要受到膜自身阻力控制，污染物尚未对膜造成很大影响。随着过滤过程的进行，污染物质开始进入膜孔，与膜孔径相当的颗粒将膜孔阻塞，小于膜孔

4、径的颗粒进入膜孑L吸附在孔壁上，这时膜阻力受膜孔阻塞控制，膜通量下降明显。然后由于浓差极化形成的凝胶层，大量的活性污泥絮体开始沉积在膜丝的表面，使水通量进一步下降，最终达到相对稳定状态，膜通量也基本稳定。当然这三个过程的划分并不是绝对的，在某一污染形式占主导的时期内也可能伴随其他形式的污染，拟合时部分交界处数据重合也说明了这点。增加曝气量，减少抽吸时间，延长停吸时间有利于减缓膜污染，3种因素对归一化比膜通量下降率影响程度的大小顺序为曝气>停吸时间>抽吸时间。综合考虑能耗、l产水量和控制膜污染，确定了膜生物反应器长期

5、运行的最佳操作参数为：曝气量0．72m3／h，抽吸时间10min，停吸时间5min。试验表明低压操作有利于减缓膜污染，本试验在长期运行中选择启动压力为O．015MPa。MBR微生物种群变化呈现一定规律：游动型纤毛虫、累枝钟虫、表壳虫、红斑瓢体虫交替成为优势种群。其发展变化与活性污泥特性有着紧密关系，而污泥状态直接影响着膜污染。污泥状态恶化时膜污染速度为污泥状态良好时的6倍。在清水测试中，通过清洗，膜通量能恢复到新膜清水通量的94％。在整个的清洗过程中，通过简单的机械清洗，膜通量已恢复到了新膜的64％，其后的第一次碱

6、洗，膜通量增加了新膜清水通量的19％，后面的酸洗碱洗膜通量共增加11％。各部分阻力中，滤饼层的阻力占绝大部分，其次为膜自身阻力及膜孔阻塞。从镜检以及电镜扫描的结果来看，膜污染主要表现为有机物和生物污染，无机盐垢对膜污染也有一定影响但不是主要的因素。综上所述，膜生物反应器对生活污水具有良好的处理效果。膜污染的机理极为复杂，它与运行参数，活性污泥状态等因素密切相关，要降低膜污染需要采取选择合适的运行参数，保证污泥良好的可滤性并选择合适的清洗方法等措施。关键词：膜生物反应器生活污水膜污染机理影响因素微生物特征膜清洗ⅡAB

7、STRACT。ThereusingofdomesticwastewaterisaIlefficientwaytosolVetheproblemsofwaterpoUutionandlackofwaterresource．ButthetraditionalwatertreatmenttechnicsusuallysufferfailinginthewaterreusingbecauseOftheirintrinsicdisadVantages．Soithasbecomeahotspottofindapractical

8、lechnicswhichcouldaccordwiththestrictcriterionofthereusing．ThetraditiOnalactiVatedsludgecombinedwithmembranetechnologyisanimportanttechnicst0realizetherecullrenceusingOfthewaterres