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动态膜生物反应器处理城市污水中的过滤能力和运行特征（一）

发布于：2013-04-08 08:44:08 来自：环保工程/水处理 [复制转发]

1.引言

最近，膜生物反应器（MBR）被用于污水处理。使用膜的优点，主要有能够改善污水水质，提高混合液悬浮物浓度，减少系统体积，完善污泥停留时间控制[1,2]。然而，为了更广泛的应用，MBR需要进一步改进。目前限制MBR推广的主要原因是高成本的膜组件和不可避免的膜污染。动态膜的使用将会是解决问题的办法之一。

动态膜，亦称次生膜 [3]。它是在过滤时一个或多个特定的胶体物质，或者混合液过滤时存在的物质形成的。一般便宜的材料，如网、非织造布和过滤布都可以被用作动态膜的过滤介质[4-6]。此外，当膜严重受损后，动态膜可以生成和原位再形成。动态层可以被新形成的膜所代替。因此，用来采购和更新膜的钱可以省下来。

到目前为止，大多数研究都集中于污水处理中污泥分离的过滤材料。Kiso等人[4]比较了孔径为100，200和500微米的网的过滤性能，发现孔径为100微米的网能够有效拦截活性污泥，反应器中的SS上升到9000mg*L-1,低压下（5-10毫米水柱）的通量为0.5-0.76m*d-1。Fan和Huang[7]的实验表明，动态膜的生物层由滤饼层和凝胶层组成。凝胶层具备常规膜结构，在动态膜生物反应器中起着关键作用。Fuchs等人[8]研究了城市污水处理的网过滤系统的性能，主要研究表明该操作条件下，该工艺是十分有效的，SS出水浓度低于12mg*L-1，COD浓度处于24-4512mg*L-1。Park等人[9]研究了网孔尺寸在100-500微米的网状过滤系统的性能，并从生活污水处理设施中得到了污泥（3000-9000mg SS*L-1）。结果表明，6-7小时内的污泥减量化率在85-95%，污水中的SS浓度非常低，能够直接排放。

由于网格尺寸大，出水水质没有传统的MBR那么好，尤其是在起初过程。本研究采用材质紧密的工业滤布作为基质膜。像网一样，滤布的成本远远低于MF/UF膜，但它拦截悬浮固体的能力比网格更好。本次实验研究了动态膜的形成过程和过滤性能。针对这种动态膜生物反应器对生活污水的处理效果, 同时对膜组件的过滤性能也进行了研究。

2.材料和方法

2.1实验装置

图1为实验装置示意图，一平片式过滤器模块浸没在有机玻璃反应器中。反应器的有效工作容积为14L，膜组件的有效面积为660cm2。滤布的材质为涤纶，该涤纶的密度为每10cm，经度有232个线程，纬度有190个线程。曝气装置放在反应器的侧部，既能够曝气又能够推动水流在反应器中流动。此外，另一个曝气机安装在过滤器模块下，用于冲洗。膜组件通过反应器液面与出水口之间高度差的驱动自流出水, 出水是连续的。

图一动态膜生物反应器示意图

2.2 试验用水与接种污泥

实验中的生活污水取自山东轻工业学院的排污口。每两三个星期检查抽样。该生活污水的主要水质成分见表1。

表一生活污水水质

项目	指标
低	高	平均值
PH	7.6	8.0	7.7
COD/ (mg·L- 1)	236	410	328
氨氮/ (mg·L- 1)	7.6	62.8	30.5
浊度/NTU	186	378	276
TSS/ (mg ·L- 1)	48	136	70

该生物反应器中的污泥接种于当地的城市污水处理厂中的消化污泥。MLVSS与MLSS之比为0.75，污泥的SVI值为130 mL/g，活性污泥颗粒平均直径为30.6微米。

2.3分析方法

COD、NH3- N、总悬浮固体和挥发性悬浮固体的分析采用中国环保局的标准方法进行测定[10]。COD用重铬酸钾氧化法测定，氨用纳氏试剂方法测定。浊度选用WG2- 200 型光电浊度仪进行分析。

新膜和动态膜的形态结构使用QUANTA2000环境扫描电镜直接观察，污泥的粒径分布用MASTERS12ER2000激光衍射粒度仪测定。

2.4实验流程

实验主要分为两个步骤。首先，初步批次试验方法，以研究动态膜的形成过程和过滤能力。活性污泥和一定量的原废水进入反应器。MLSS浓度分别控制在3100，5500，8000和10000mg·L-1。每下降2厘米水头，测出通量和出水浊度的变化。其中，通过控制端口的污水调节水压，并且废水回流进反应器，以保持反应器中的恒定水位。

然后，用聚六甲基四胺和浓度为80%的硫酸测出反应器中的标准浊度。形成的动态膜组件置入反应器中，随时间的推移，记录出水浊度的变化。另外，用一新膜进行对比实验。

其次，在污水实验中，原废水先进入蓄水箱，然后由蠕动泵连续的抽入生物反应器中，同时出水循环回到反应器以保持出水压力。

初始污泥浓度为2900mg·L-1，初始水力停留时间(HRT) 为7.9-5.9h。污泥停留时间( SRT) 为46-56 d。反应器的COD 容积负荷和污泥负荷分别为0.8-1.4 kg/(m3·d) 和0.2-0.5kg/( kg·d) 。反应器没有另设加热装置，根据当地环境条件，温度在9-13 ℃。

日常主要监测项目包括进出水的pH，SS，COD，浊度和氨氮浓度。一段时间后再测出反应器中的污泥浓度。曝气强度为100-150 L/h。对于过滤器阻塞，每天5分钟曝气清洗一次。曝气强度至少为150 L/h。保持恒定的渗透通量，每天记录下水头下降的程度。当反应器中的水位上升超过最大的允许水位（10cm），取出过滤布模块，并用自来水冲洗干净。

膜生物反应器生物反应器反应器过滤

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只看楼主我来说两句

远行始于脚下沙发

楼主有心了

2015-11-11 14:00:11
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hcc01 板凳

东西，多谢楼主分享，学习学习，谢谢了。。。。。。。。。。。。

2014-07-28 12:01:28
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