无纺布动态膜生物反应器对生活污水处理

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1、无纺布动态膜生物反应器对生活污水处理摘要：采用无纺布动态膜生物反应器处理模拟生活污水。结果表明，无纺布动态膜快速形成，反应器稳定运行期间，系统对SS的去除效果良好，大部分情况下在出水中未检测出SS；系统对TOC、NH3—N、TP的平均去除率分别为91.9%、93.4%和63.5%；无纺布动态膜在污水处理中主要起到了泥水分离的作用，其对TOC、TP具有一定的去除作用，但效果并不明显，对NH3—N则基本无去除作用，混合液活性污泥中的微生物起到了主要的除污作用。关键词：无纺布动态膜；生物反应器；生活污水处理中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：0439-81

2、14(2012)24-5638-03膜生物反应器(MBR)是一种将膜分离技术和传统活性污泥法相结合的水处理工艺，在污水处理及其再生回用中得到广泛应用。具有处理效率高、出水水质好、流程简单、设备紧凑、占地面积小、易实现自动控制、运行管理简单等突出特点［1］,但是传统的膜生物反应器存在两大缺陷：膜材料昂贵和膜污染严重。动态膜生物反应器(DMBR)是一种能有效解决两大问题的新方法［2,3］。动态膜(Dynamicmembrane,DM)是指通过预涂剂或活性污泥在膜表面形成的新膜，也称为次生膜。釆用价格低廉的大孔径（相对于超滤、微滤）材料来制作膜组件，通过预涂剂或

3、微生物及其代谢产物在膜材料表面形成动态膜，这种MER工艺被称为动态膜生物反应器（DMBR）。该工艺的优势在于有良好的泥水分离特性；出水水质好；膜组件的成本低，微网基材廉价易得，可大幅降低MBR的造价；重力自流出水，能耗小；出水通量大；膜污染问题易解决［4］；相关研究受到关注［5］。以无纺布等微网为基材的动态膜生物反应器（DMER）是一种新型的污水处理工艺，国内已有部分高校和科研机构开展了动态膜生物反应器处理生活污水的试验研究［6,7］,但对其稳定性和处理效果仍然缺乏深入研究。采用较廉价的无纺布作为膜材料构建动态膜生物反应器（DMBR）,用其处理生活污水，考

4、查了其处理模拟生活污水的效果，以期为DMBR技术的发展和实际应用提供参考。1材料与方法1.1试验装置无纺布动态膜生物反应器（NW—DMER）是由无纺布膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理工艺（图1）。反应器材料为聚乙烯圆筒，容积约为50L,内部放置膜组件。动态膜组件由不锈钢架、无纺布制作而成，滤膜片由孔径为50Um的无纺布包裹形成，内腔由钢架支撑，不易变形。每片膜的有效过滤面积为0.1m2,共设4个无纺布滤膜片，嵌套固定于不锈钢架内，置于反应器中部，以防止膜组件受到曝气冲刷发生位移。内腔出水管连接在一根出水总管上，出水总管从反应器内通出。膜组件固定于

5、反应器中部，原水通过蠕动泵软管进入反应器底部，出水水量可自行调节，反应器底部设有分布均匀的曝气管，反应器开始运行采用1.5m3/h曝气量，除了供氧之外还可通过气泡的运动强化反应器内的混合状态。1.2试验水质与运行参数试验采用葡萄糖、氯化铁、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙、碳酸氢钠等配制人工模拟生活污水，按照C0D：N：P：Fe=100.0：5.0：1.0：0.1的比例进行配置。原水水质见表1。试验从2010年7月开始，2011年1月结束，试验运行了165d,整个过程可以分为4个阶段：膜组件制作阶段，不同运行参数的试验阶段，长期稳定运行阶段，膜污染控制试验阶段。

6、系统刚启动的第一天分时段对进、出水SS和浊度进行测试，确定动态膜形成所需的时间；待动态膜形成后，进入不同运行参数的试验阶段，分别选取在不同的容积负荷、污泥负荷、溶解氧、水力停留时间、pH等参数条件下运行反应器，每2d测定进、出水和上清液的COD,确定最佳运行参数，参数性试验持续了85d；稳定运行阶段，每天对进、出水和上清液的TOC、氨氮、TP进行测定，每天测定反应器混合液的温度、pH与溶解氧，运行时间为30d,重点考查NW—DMBR的长期运行效果。此次试验的接种污泥采用桂林七里店污水厂回流活性污泥。反应器配水方式采用连续进水。有机负荷约为1.2kgC0D/

7、(m3•d)，曝气量为1.2m3/h,DO为2.0mg/L,MLSS为3250mg/L。反应器的HRT为5h。水温保持在17〜20°CO试验过程中除每天取适量混合液测定MLSS外，未专门排泥。1.3测试项目与方法T0C采用紫外法测定；NH3-N采用纳氏试剂分光光度法测定；TP采用钮铮抗分光光度法测定；SS采用重量法测定。2结果与分析2.1NW-DMBR对SS的去除效果试验中发现，在反应器运行初期，由于无纺布表面动态膜还未形成，混合液仅靠无纺布自身孔径进行过滤，此时膜的孔径较大，固液分离的效果并不理想，出水SS浓度高达107mg/L,出水浊度为89NTU。但

8、当系统运行至45min时，出水SS急剧下降到17mg/L,系统运行