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復(fù)合式∕一體式膜生物反應(yīng)器處理生活污水中試試驗(yàn)對(duì)比研究

文檔作者：謝富強(qiáng) 楊礪文檔來(lái)源：中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月06日
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復(fù)合礎(chǔ)一體式膜生物反應(yīng)器處理生活
■●， 水中試試驗(yàn)對(duì)比研究
謝富強(qiáng)楊礪
(中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究院湖北武漢410030)
摘要用中試對(duì)比進(jìn)行一體式與復(fù)合式膜生物反應(yīng)器對(duì)于生活污水污染物的去除研究。發(fā)現(xiàn)2種膜生物反應(yīng)器對(duì)于
COD的總?cè)コ识荚?6％左右；對(duì)于氨氮的去除率都在90％v2上，2者在處理效能上并無(wú)太大區(qū)別；但復(fù)合式膜生物反應(yīng)器
對(duì)于總氮的去除高了10％，同時(shí)污泥濃度大大降低，使膜污染降低，污泥脫水性能增加。
關(guān)鍵詞膜生物反應(yīng)器填料有機(jī)物氨氮總氮
中圖分類(lèi)號(hào)．X703．3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672—9064(2010)03—001 1—03
傳統(tǒng)的一體式膜生物反應(yīng)器中由于存在很高的污泥濃
度，污泥容易在膜表面以及膜之間沉積．使膜的水通量下降．
并且隨著污泥濃度的增加．污泥的脫水性能變差。要減少膜
的污泥污染和增加污泥的脫水性能．最好的方式就是降低污
泥濃度【l】．在降低污泥濃度的情況下義不影響處理效果的一
個(gè)方法就是通過(guò)向反應(yīng)器中投加填料[2．引．組成復(fù)合式膜反
應(yīng)器。在復(fù)合式膜生物反應(yīng)器中。大量的污泥附著在填料上．
懸浮污泥濃度大大降低．增加懸浮污泥的脫水性能．有效地
減輕污泥對(duì)膜的堵塞。從而延長(zhǎng)了膜的使用壽命。另外．投加
填料的復(fù)合式膜生物反應(yīng)器中．污泥以2種形式存在．反應(yīng)
器中既有生物膜污泥．又有懸浮污泥。復(fù)合式膜生物反應(yīng)器
與一體式膜生物反應(yīng)器相比。反應(yīng)器中存在的好氧區(qū)、缺氧
區(qū)和厭氧區(qū)。更不易受溶解氧、有機(jī)負(fù)荷、水力條件的影響．
在保證對(duì)有機(jī)物高效去除的同時(shí)．對(duì)于水中氮的轉(zhuǎn)化提供了
更為有利的條件"]。本中試試驗(yàn)主要日的是針對(duì)復(fù)合式膜
生物反應(yīng)器與一體式膜生物反應(yīng)器對(duì)污水中有機(jī)物和氨氮
去除能力以及膜污染情況進(jìn)行對(duì)比研究。
l試驗(yàn)材料與方法
1．1試驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖l所示．采用2套平行的裝置．1套為一
體式膜生物反應(yīng)器：l套為復(fù)合式膜生物反應(yīng)器。在反應(yīng)器
1
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7．舯曛I窯dI垂s,q．tt舞量計(jì)10．ff氣¨I●11制喇
圈1 中試試驗(yàn)工藝圖
中投加了懸浮
填料。即在反
應(yīng)器中直接投
加聚氨酯泡沫
塊(12mm×
12mm x12mm)
作為微生物載
體f3】．這種填料
掛膜后比重略
大于水．在水中沉速小于通常曝氣所需的攪拌速度，因而在
曝氣的時(shí)候易使填料處于流化狀態(tài)。
1．2試驗(yàn)水質(zhì)
試驗(yàn)在某污水廠(chǎng)中進(jìn)行．該污水廠(chǎng)采用常規(guī)的活性污泥
法1二藝。試驗(yàn)以該污水廠(chǎng)的二級(jí)污水出水為源水。試驗(yàn)水質(zhì)
見(jiàn)表1所示。
表1污水水質(zhì)
1．3水質(zhì)分析方法
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中水質(zhì)分析均按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行．具體方
法見(jiàn)表2所示。
表2水質(zhì)分析方法
分析項(xiàng)目分析方法
COD
NH；一N
1．N
MLSS
重鉻酸鉀法
納氏試劑比色法
過(guò)硫酸鉀氧化一紫外分光光度法
重量法
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2套對(duì)比裝置的在試驗(yàn)期間不排泥．水力停留時(shí)間都為
5h，反應(yīng)器內(nèi)溫度都控制在24℃．進(jìn)水為同一原水，曝氣強(qiáng)度
都很大，充分保證2套裝置的反應(yīng)器中DO的供應(yīng)。裝置運(yùn)
行開(kāi)始時(shí)反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度都約在2000mg／L左右．即為
投加填料之前反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度為2000嘩／L左右。圖2．
7中的去除率l為污泥混合液經(jīng)濾紙過(guò)濾后測(cè)得的COD、氨
氮或TN與進(jìn)水的COD、氨氮或TN比較而得出的COD、氨
氮或TN的去除率．而去除率2為未經(jīng)濾紙過(guò)濾而得出的
作者簡(jiǎn)介：謝富強(qiáng)(1977一)，男，2000年天津大學(xué)環(huán)境工程系畢業(yè)，大學(xué)本科學(xué)歷。畢業(yè)后一直于中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究院從事水處理的
相關(guān)設(shè)計(jì)與研究工作。
2010．N0．3．西萬(wàn)方數(shù)據(jù)
COD、氨氮或TN的總?cè)コ省?
2．1 COD的去除效果
圖2和圖3中可以看出一體式MBR、復(fù)合式MBR對(duì)
COD的去除效果都很好．上清液COD和出水COD都很低．
COD的總?cè)コ识荚?6％左右。說(shuō)明2套工藝在對(duì)COD的
去除上沒(méi)有什么區(qū)別。從圖2、圖3中還可看出，在試驗(yàn)的后
期．當(dāng)污泥濃度很高時(shí)．反應(yīng)器中上清液COD存在很大的波
動(dòng)。時(shí)高時(shí)低．總的趨勢(shì)是污泥濃度高時(shí)。反應(yīng)器中上清液
COD濃度有微小的升高。這是因?yàn)椋孩俜磻?yīng)器中污泥濃度較
高時(shí)．F／M值變小。進(jìn)水COD不足以維持反應(yīng)器中污泥微生
物的生長(zhǎng)需要．結(jié)果大量微生物死亡．因死亡微生物的細(xì)胞
壁的某些組分和粘液層物質(zhì)是很難降解的．這樣就會(huì)導(dǎo)致上
清液COD上升：②污泥濃度較高時(shí)，內(nèi)源呼吸加劇，而內(nèi)源
呼吸會(huì)產(chǎn)生大量的溶解性微生物代謝產(chǎn)物fSMPl，SMP為難
降解的高分子物質(zhì)．從而導(dǎo)致上清液COD上升。雖然上清液
COD有微小的波動(dòng)．但超濾膜出水COD一直都很低．受上清
液COD的影響不大．這是岡為上清液COD的升高多為高分
子量SMP所致．而超濾膜能將這類(lèi)物質(zhì)截留在反應(yīng)器中。所
以由于超濾膜的作用．MBR工藝的出水COD不會(huì)因上清液
COD的變動(dòng)而存在較大的波動(dòng)．這是其它污水處理工藝無(wú)
法比擬的．
圈2一體式MBR對(duì)COD的去除效果
，、
鼉}
鬣粕
圍3復(fù)合式MBR對(duì)COD的去除效果
2．2氨氮的去除效果
從l冬}中可以看出，一體式MBR、投加懸浮填料的復(fù)合式
MBR對(duì)氨氮的處理效果都很好．彼此之間無(wú)太大的區(qū)別。這
是因?yàn)榘钡娜コ慌c亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌在反應(yīng)器中
的數(shù)量有關(guān)，因2種工藝的反應(yīng)器都不排泥．并且為同一進(jìn)
水．反應(yīng)器的HRT也一樣．所以反應(yīng)器中的硝化細(xì)菌的量與
細(xì)菌的比值相差不大，故去除氨氮的能力也應(yīng)一樣。
2．3 TN的去除效果
從圖中可以看出，一體式MBR、投加懸浮填料的復(fù)合式
MBR對(duì)總氮的處理效果在早期污泥濃度不高時(shí)沒(méi)有太大的
區(qū)別，但在后期，隨著反應(yīng)器中污泥濃度的提高．投加懸浮填
料的復(fù)合式MBR對(duì)總氮的處理效果要比一體式MBR要好．
2010．No。3。
圖4一體式MBR對(duì)氨氯的去除效果
圈5復(fù)合式MBRI對(duì)氨氯的去除效果
去除率要高約10％左右。這是岡為隨著污泥濃度的提高，填
料上生物膜的量增加，生物膜厚度加大，所以易在生物膜中
形成缺氧的微環(huán)境，從而可同時(shí)發(fā)生反硝化作用。因此相對(duì)
于一體式MBR而言，對(duì)TN的去除率就要高一些【6]。
l 3 5 7 9 lll3151719 21 23 25 27 29 3l 33 35 37 39 41 43 45 47‘9 5I
天數(shù)州
圖6一體式MBR對(duì)"IN的去除效果
3 5 7 9 Il 13 15 17 19 2l 23 2S 27 29 3l 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51
天數(shù)，‘1
圈7復(fù)合式MBR對(duì)TN的去除效果
2．4 污泥濃度
變化
一體式一
MBR工藝。在罾
進(jìn)水COD濃度曷
波動(dòng)不大．HRT
不變的情況下．
隨著運(yùn)行時(shí)間
的延長(zhǎng)．反應(yīng)器
中污泥濃度早
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
天數(shù)，d
圈8膜生物反應(yīng)器中污泥濃度的增長(zhǎng)情況
期是呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。后期，當(dāng)污泥濃度到一定的時(shí)候．此時(shí)反
應(yīng)器中污泥的增長(zhǎng)和衰減的量基本上一樣．污泥濃度達(dá)到相
對(duì)平衡的狀態(tài)。復(fù)合式MBR與一體式MBR相比也具有同
樣的趨勢(shì)．只不過(guò)反應(yīng)器中懸浮污泥濃度比一體式反應(yīng)器中
的污泥濃度要低得多．這是因?yàn)閺?fù)合式MBR反應(yīng)器中大部
(下轉(zhuǎn)第30頁(yè))
o
0
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啪伽咖啪伽啪
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
尺寸．將排風(fēng)口尺寸增大到1．7rexl．7m．再次進(jìn)行校核計(jì)算
得到作業(yè)地帶空氣溫度為44．38℃，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，如圖2(f)
所示。
5結(jié)論
(1)本文從變壓器室內(nèi)自然通風(fēng)的流動(dòng)和傳熱機(jī)理出
發(fā)．考慮變壓器熱量通過(guò)墻壁傳導(dǎo)到室外的影響．提出了實(shí)
現(xiàn)計(jì)算過(guò)程軟件化的設(shè)計(jì)思路．建立了對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。
(2)利用Vi8ual Basic編寫(xiě)了戶(hù)內(nèi)變壓器室自然通風(fēng)設(shè)
計(jì)校核軟件包。該軟件經(jīng)檢驗(yàn)計(jì)算可靠，且操作簡(jiǎn)單，適合工
程應(yīng)用．極大提高了‘丁程計(jì)算效率。可快速進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方
案的比較．具有廣闊的應(yīng)用前景。
(3)本軟件也可進(jìn)行一般單跨式工業(yè)廠(chǎng)房的自然通風(fēng)設(shè)
計(jì)、校核計(jì)算。
參考文獻(xiàn)
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勘察設(shè)計(jì)．2006(08)
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3美文雄．曾文斐．室內(nèi)變電站主變通風(fēng)散熱問(wèn)題的分析及對(duì)策．廣東
榆電與變電技術(shù)。2004(05)
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計(jì)規(guī)范．
5曲友立．變電所通風(fēng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)析．暖通空調(diào)．2005(08)
圖2軟件包運(yùn)行界面
6孫一堅(jiān)．簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社。1997
夏季室外通風(fēng)計(jì)算溫度為32。C．根據(jù)變壓器型號(hào)確定室內(nèi)
7 1995 AsHRAE H”d B。ok H”‘j“g,Ventilating”d ajr-c“d鉑”jng
空氣極限溫度為45℃。。裂烹墟SI Ed艨ition：A機(jī)tl囂篙鬈=995
參數(shù)設(shè)置界面如圖2(d)所示，校核計(jì)算結(jié)果如圖2(e) 9--用一西-華r*、王繼仁、洪林．二空氣密度的快≤準(zhǔn)確洲算方法．礦業(yè)安全
所示，作業(yè)地帶溫度為45．52'(2，不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。調(diào)整建筑與環(huán)保．2005(04)
(上接第12頁(yè))
分污泥在載體上形成了生物膜。復(fù)合式MBR中，填料投加在導(dǎo)致缺氧條件的結(jié)果。
的早期．由于污泥很快吸附在載體上，使得反應(yīng)器中污泥濃(3)復(fù)合式膜生物反應(yīng)器中污泥濃度低很多，使得其膜
度開(kāi)始時(shí)是略有下降，隨后。隨著污泥濃度的增加，使得反污染降低，污泥脫水性能增加。
應(yīng)器中懸浮污泥的濃度增加．但在后期。反應(yīng)器中污泥基本
穩(wěn)定在4000mg／L左右。參考文獻(xiàn)
2種不同形式的MBR工藝在同一HRT、反應(yīng)溫度、曝氣1王建龍。施漢昌，錢(qián)易．復(fù)合生物反應(yīng)器處理廢水的研究及進(jìn)展．工
強(qiáng)度、進(jìn)水的條件下，復(fù)合式MBR對(duì)TN的去除效果要比一業(yè)水處理．1997。17(1)
體式MBR高出10％左右。由于填料的加入，使得大部分的2蔣戰(zhàn)洪．污水處理用填料的種類(lèi)、性能和發(fā)展趨勢(shì)·環(huán)境污染與防
污泥以生物膜的形式存在．懸浮污泥的濃度比一體式MBR 治·1994，16(4)
的污泥濃度要低得多，因此污泥混合液的脫水性能較一體
3 2翔，高延鼉·．}?接觸氧化法處理污水的一種新型填料一懸浮填
式MBR的污泥混合轟的脫水性能要好一些。4：0爹；萎囂緞讎處理工業(yè)廢水工程中的觚
3 結(jié)論
城市環(huán)境和城市生態(tài)，1999。12(1)
(1)復(fù)合式膜生物反應(yīng)器和一體式膜生物反應(yīng)器對(duì)于5林鑄爐．等．普通活性污泥法系統(tǒng)季氣池中投加懸浮填料提高硝化
COD的去除率為96％左右，對(duì)氨氮的去除率在90070以上。能力的研究．環(huán)境科學(xué)，1998．19(i)
(2)復(fù)合式膜牛物反應(yīng)器相對(duì)一體式膜生物反應(yīng)器而言6昊立波，王建龍．錢(qián)易，等．復(fù)合膜生物反應(yīng)器污泥硝化與反硝化性
COD和氨氮的去除率沒(méi)有明顯的提高．而對(duì)于總氮的去除能的研究．給水排水．1999，25(5)
有較大的提高．這是由于復(fù)合式膜生物反應(yīng)器中載體的存

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