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MBR法處理生活污水的研究

文檔作者：錢時才張琳文檔來源： 1．久保田國禎環(huán)保工程科技(安徽)有限公司2．安徽國禎環(huán)?？萍加邢薰竟こ碳夹g(shù)研究中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月22日
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68 23
0
9 期 安徽化工
ANHUI CHEMICAL INDUSTRY
Vo1．39．No．2
ADr．201 3
· 環(huán)保與循環(huán)經(jīng)濟(jì)·
MBR法處理生活污水的研究
錢時才 ，張琳
(1．久保田國禎環(huán)保工程科技(安徽)有限公司，安徽合肥230088；
2．安徽國禎環(huán)?？萍加邢薰竟こ碳夹g(shù)研究中心，安徽合肥230088)
摘要：研究了MBR對TN的去除情況，MBR在不添加碳源的情況下，對生活污水中TN的去除效果不佳；當(dāng)向生活污水中添加50mg／L乙
酸鈉時，可使總氮的平均出水達(dá)到6．61mg／L。
關(guān)鍵詞：MBR；生活污水；總氮去除
doi：10．3969／j．issn．1008-553X．2013．02．022
中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008—553X(2013)02—0068—05
1實驗部分
1．1 實驗裝置與工藝流程
原水先通過lmm的細(xì)格柵進(jìn)入缺氧池，然后流入
預(yù)曝氣池，經(jīng)預(yù)曝氣池內(nèi)的潛水泵將水打人膜池，膜池
上部設(shè)溢流口，用于回流污泥。膜池處理后的出水被抽
吸泵抽出，最終為凈化后的水排出。MBR工藝如圖1所
示，其裝置由缺氧池、預(yù)曝氣池和膜池組成。表1為
MBR試驗運(yùn)行工況。
圖1 MBR工藝示意圖
表1 MBR試驗運(yùn)行工況
收稿日期：2012-11—29
作者簡介：錢時才(1980一)，男，畢業(yè)于安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，從事環(huán)境保護(hù)及工程廢水處理工作，15955172115，qsc一
1980@163．tom。

70 總第182期2013年第2期(第39卷) 安徽化工
2．2．2總氮的去除
圖4 MBR系統(tǒng)對總氮的去除情
從圖4可以看出，運(yùn)行期間進(jìn)出水總氮都不穩(wěn)定，
進(jìn)水總氮平均為17．73mg／L，出水總氮平均為9．56mg／L，
系統(tǒng)對總氮的去除率波動很大，平均去除率為45．3％。
不同的污泥濃度條件下，系統(tǒng)對總氮的去除能力有
所不同，如表5所示。
表5兩種污泥濃度范圍內(nèi)的MBR系統(tǒng)進(jìn)出水總氮情況
比較兩種污泥濃度范圍下的進(jìn)出水總氮及去除率，
低污泥濃度范圍的進(jìn)水總氮要小于高污泥濃度范圍的
進(jìn)水總氮，而兩種污泥濃度范圍的出水總氮幾乎相同。
可見，污泥濃度對總氮的去除有一定影響。隨著污泥濃
度的上升，對總氮的去除能力有一定增強(qiáng)，但依然較弱，
出水總氮較高。8月3 Et到8月12日，我們嘗試向MBR
系統(tǒng)中按50mg／L投加乙酸鈉，觀察總氮的去除效果。此
階段進(jìn)水總氮為13．68 mg／L一25．1lmg／L，平均為18．
84mg／L，出水總氮為3．35 mg／L一9．45mg／L，平均為6．
6 1 mg／L，去除率范圍44 6％ 80．0％，平均去除率為64．7％?？?
見乙酸鈉的投加使總氮的去除率有很大的提高。調(diào)整膜
池曝氣量和回流比，出水總氮依然較高。
2．2．3硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮的去除分析
總氮等于硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和氨氮三者的加和，圖
5是出水中NO：一N、NO，一N的含量。
期
圖5 MBR系統(tǒng)對NO N、NO N的去除情況
由圖5知，MBR對總氮的去除效率不高，深入分析
影響總氮去除的原因發(fā)現(xiàn)，出水氨氮和亞硝態(tài)氮都比較
穩(wěn)定，只有出水硝態(tài)氮的去除效率不高，硝態(tài)氮的含量
較大，在反硝化反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率太低。影響反硝化反應(yīng)的
關(guān)鍵因素就是有機(jī)物，由此可見，影響總氮去除的關(guān)鍵
因素是進(jìn)水的碳源。圖6是添加乙酸鈉前后MLSS與出
水NO3一N濃度的關(guān)系。
。10
曹s
2
帥 SS(mg／1)
圖6出水NOrN隨MLSS的變化關(guān)系
由圖6可知，當(dāng)MISS為9577mg／L時，NO 一N出水
含量最低，為3．1mgeL，由此可見，加入乙酸鈉加速了反
硝化菌的生長，污泥濃度也迅速增長，加快了反硝化過
程，但是隨著乙酸鈉的停止添加，反硝化過程下降，反硝
化菌的生長達(dá)到飽和，已經(jīng)沒有更多的有機(jī)物滿足細(xì)菌
的生長，隨后細(xì)菌停止生長，開始衰竭死亡，NO。一N的出
水含量有所增加。因此有機(jī)物碳源是影響NO 一N出水
含量的主要原因。
在試驗中，通過不斷測試缺氧池、預(yù)曝氣池、膜池的
NO，一N含量，可以得出各個處理階段中NO 一N的轉(zhuǎn)化
率。具體見表6。
表6各個處理階段NO N的轉(zhuǎn)化率
由表6可見，缺氧池NO 一N的轉(zhuǎn)化率最大，預(yù)曝氣
池的轉(zhuǎn)化率最小，因此NO，一N的去除應(yīng)該重點控制在
缺氧池出處。另外從預(yù)曝氣池到膜池的轉(zhuǎn)化率有所提
高，因此也應(yīng)該控制膜池處NO，一N的產(chǎn)生，如可以控制
膜池DO含量，避免NO 一N過多地轉(zhuǎn)化為NO，一N。
2．3 SS的去除
圖7 MBR系統(tǒng)對SS的去除情況
～
一
1_ ～
一
一
0
錢時才，等：MBR法處理生活污水的研究 71
從圖7可以看出，進(jìn)水SS波動較大，變化范圍為
44mg／L～252 mg／L，平均為125 m#L。剛開始取樣時，取
的是排水口的水樣，出水ss偏高，后來改成取裝置內(nèi)出
水口的水樣，檢測出水Ss較低。改變?nèi)臃椒ê蟮某鏊?
ss為l mg／L～2mg／L，平均為1．6m#L，平均去除率為98．7％。
由于膜的截留作用，在進(jìn)水ss波動較大的情況下，出水
SS比較穩(wěn)定且較低，系統(tǒng)對SS的去除能力較強(qiáng)。
2．4總磷的去除
1^1A1 扣{ ～ ， 。{，。 ，z ，3l 8局8 ； ，l 一 $ z|
時間(d)
圖8 MBR系統(tǒng)對TP的去除情況
從圖8可以看出，MBR系統(tǒng)對總磷的去除能力較
弱。進(jìn)水TP為1．00mg／L～3．41mg／L，平均為2．04m~L，出
水TP為0．49mg／L～3．30mg／L，平均為1．55m#L。生物法
除磷是通過排放高含磷污泥，使磷得到部分去除。在
MBR系統(tǒng)中，泥齡一般比較長，排泥量少，對磷的去除
能力較弱。因此最好采用化學(xué)除磷與生物除磷相結(jié)合的
方法，同時觀察絮凝劑的投加對膜污染的影響。
2．5 MBR出水與景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)比較(表7)
表7 MBR出水與景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)比較
MBR出水已經(jīng)達(dá)到一級A出水標(biāo)準(zhǔn)，和城市污水
再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相比，除TP外，MBR
出水COD、BOD 、NH。一N、TN、SS均優(yōu)于景觀環(huán)境用水
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB／T18921—2002)[31。
2．6污泥特性
在試驗過程中，主要考查了缺氧池和膜池的SV30、
MLSS、MLVSS、SVI值，結(jié)果見圖9、圖10。
— ●一'~ILSS— m VSS 一● MLVSS／~fLSS
l 1 0 、{t ，1毫，l 一 ， 每，。 。s， ，t ， ， 一
}葉刪(d)
圖9缺氧池污泥濃度變化
一— ●一一Ml SS — M【VSS ● MIlVSS／'dI SS
1一l 1 0^毒-每， 童 碼一面一碼 3l 8 e8 ^ ^；．、{ 0 ，。4
時 (d)
圖10 膜池污泥濃度變化
從圖9、圖1O可以看出，運(yùn)行期間，缺氧池污泥濃
度為2200mg／L一6500mg／L，MLVSS／MLSS為0．59～0．7 1；
膜池污泥濃度2700mg／L～9500mg／L，MLVSS／MLSS為0．52
— 0．69。隨著試驗的進(jìn)行，膜池的MLVSS／MLSS逐漸降
低，8月10日以后基本在0．6以下，無機(jī)成分逐漸增多。
向反應(yīng)器中投加乙酸鈉，按90d排泥，污泥增長迅
速，膜池污泥濃度從6915mg／L增長到9577mg／L；前期
沒有投加乙酸鈉，按90d排泥， 污泥濃度維持在
6300mg／L 6600mg／L。碳源的投加使污泥快速增長。停止
投加乙酸鈉，污泥濃度下降，維持在8000mg／L左右，在
一定進(jìn)水濃度和運(yùn)行條件下，短時問內(nèi)污泥濃度無法快
速生長。調(diào)低膜池曝氣量，降低進(jìn)水流量，膜池污泥濃度
開始上升到9000mg／L。在一定的范圍內(nèi)，DO越低，自身
氧化系數(shù)越小 。在膜池曝氣量較大時，自身氧化系數(shù)較
高，內(nèi)源呼吸較強(qiáng)，污泥生長較慢。而膜池DO下降，自
身氧化系數(shù)變小，進(jìn)水流量下降，污泥產(chǎn)生量減小，污泥
濃度呈增長趨勢?？梢?，膜池在高污泥濃度、高DO條件
下，內(nèi)源呼吸作用強(qiáng)烈，污泥增長較慢。
霧 -+-FZ ~Sv3o：。
圖11 缺氧池、膜池SV30和缺氧池SVI變化情況
實驗前期，污泥沉降性能差，鏡檢無明顯絲狀菌。從
圖11可以看出，投加乙酸鈉，缺氧池SVI逐漸降低到
160左右，污泥沉降性有所好轉(zhuǎn)；停止投加乙酸鈉，缺氧
池SVI升高到190左右，將膜池曝氣量調(diào)低，缺氧池
SVI再次降低。通過缺氧池SVI的變化，可知在本系統(tǒng)
中，膜池曝氣量和乙酸鈉對污泥的沉降l生能影響較大。
曝氣量過大，污泥不能形成較好的絮體結(jié)構(gòu)，影響污泥
的沉降l生能。在上述情況下，由于膜的分離截留作用，出
水SS依然較低。
3結(jié)論 (下轉(zhuǎn)第86頁)
一
r
86 總第182期2013年第2期(第39卷) 安徽化工
壓力調(diào)節(jié)閥型號為QTY一20，基體材料為鋁。截止閥型
號為KLG30—10—1231—16，基體材料為304?？刂葡到y(tǒng)支
架材料為1 Crl 8Ni9Ti E91。
4運(yùn)行情況
廢水泵雙端面干氣密封自投用以來，經(jīng)歷了裝置的
多次開、停工及因晃電造成的突然停機(jī)等多種工況的考
驗，密封的各類運(yùn)行參數(shù)都在設(shè)計指標(biāo)內(nèi)，并且密封性
能穩(wěn)定、可靠。機(jī)泵運(yùn)行平穩(wěn)，表明干氣密封的投運(yùn)是完
全成功的。
5干氣密封應(yīng)用過程中的注意事項
(1)保證介質(zhì)壓力及氣源壓力的穩(wěn)定。當(dāng)介質(zhì)壓力
突然上升或氣源壓力突然下降時會導(dǎo)致主密封損壞，因
此操作時要保證介質(zhì)壓力及氣源壓力的穩(wěn)定。
(2)保證干凈的密封氣體。高精度過濾器顯示報警
時要及時更換，以確保密封氣體進(jìn)入密封端面時是非常
干凈的。
(3)廢水泵開、停車。廢水泵開車前要確保外來密
封氣進(jìn)入密封腔，為廢水泵雙端面干氣密封提供阻塞密
封氣體，以免干氣密封的密封面形成干摩擦而損壞密封
端面。廢水泵開車前要保證阻塞密封氣體壓力為0．6
MPa～0．8MPa，以免介質(zhì)漏進(jìn)密封腔。
廢水泵停車后仍然要確保外來密封氣進(jìn)入密封腔，
為廢水泵雙端面干氣密封提供阻塞密封氣體，以免介質(zhì)
漏進(jìn)密封腔。待泵體處理干凈后方可停止密封氣的供給。
(4)泄漏量的監(jiān)測控制。廢水泵雙端面干氣密封監(jiān)
測控制系統(tǒng)中的流量計指示值達(dá)到0．4時要及時更換
雙端面干氣密封，以免介質(zhì)泄漏。
6結(jié)束語
廢水泵雙端面干氣密封可以保證工藝介質(zhì)的零泄
漏，不僅使用壽命及可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于改造前的單彈簧、
單端面103型機(jī)械密封，而且運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用及密封功
耗都比較低，操作簡單方便?？?
(上接第71頁)
(1)MBR系統(tǒng)對COD、BOD5、NH，一N和ss有較強(qiáng)
的去除能力，且比較穩(wěn)定，去除率分別為95．2％、94．4％、
98．2％和98．7％。在各個T況下，污泥濃度、HRT及回流
比對上述污染指標(biāo)的去除影響較弱。系統(tǒng)對總磷的去除
能力較弱。
(2)在此進(jìn)水水質(zhì)下，MBR系統(tǒng)對總氮的去除能力
較弱，影響總氮去除的主要因素是出水NO，一N含量高。
在不添加碳源的情況下，各個工況對NO。一N的去除有
限。污泥濃度對NO 一N的去除有一定的影響。隨著污泥
濃度的上升，對NO 一N的去除能力有一定的增強(qiáng)，但依
然較弱。投加乙酸鈉后，對總氮的去除能力明顯增強(qiáng)，出
水總氮平均為6．6mg／L，最小達(dá)到3．4mg／L。因此在此進(jìn)
水水質(zhì)條件下，碳源為總氮、NO。一N去除主要的影響因
素。按照12m3／d的處理量計算，每天需要投加乙酸鈉
600g，新增處理費(fèi)用為0．75元／噸水。
(3)MBR出水，除TP夕 ，COD、BOD5、NH3一N、TN、
SS均優(yōu)于城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
(GB／T18921—2002)。
參考文獻(xiàn)
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利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)．2003—5—1．
李叢明．污泥凈生成量和合成系數(shù)、自身氧化率的關(guān)系 環(huán)
境科學(xué)，1989，11(1)：83—87．口
The Reserch of Treatment the Sewage W ater with the M ethod 0f M BR
OlAN Shi—cai ，ZHA NG—Lin
(1．KUB0TA Guozhen Environmental Protection and Energy(An Hui)Co．Ltd，Hefei 230088，China；
2．Engineering Technology Research Center，Guozhen Environmental Protection Science Technology Co．Ltd．，
0f Anhui Province．Hefei 230088．China)
Abstract：The paper has been researched the condition of treatment the living wastewater with MBR．W hen the MBR did not
add carbon sonree．the effect of TN in the sewage was not beautifn1．When added 50mg／L acetic acid sodium to the sewage．
the average of TN in treated water can be reached 6．6 1 mg／L．
Key words：MBR ：sewage water：removal of TN

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