动态膜生物反应器在城市污水处理中的应用

摘　要：近几年来，随着我国对于环境保护工作的不断强化，城市污水的处理工作得到了进一步的完善，而诸多新的污水处理技术也开始应用到污水处理工作中，动态的膜生物反应器则是当前时期城市污水处理工作应用最广泛也最为有效的技术。近几年来，我国逐渐加大了对于膜生物反应器在城市污水处理工作中应用的研究。本文则从膜生物反应器的污水处理试验出发，谈论了不同的膜生物反应器材质及曝气状况的污水处理的效果，以求推动此项技术在城市污水处理工作中的更好的应用。
关键词：动态膜生物反应器；城市污水处理；应用试验；应用效果

作为一种有效的水处理工艺，膜生物反应器近年来在城市的污水处理工作中得到了越来越广泛的应用，它以自身独特的膜分离技术为污水处理工作做出了极大的贡献。然而，就不同的膜生物反应器的膜材料在污水处理中的应用效果来讲，各种膜材料各有其应用的优势和缺陷。城市污水处理人员做好对于不同的膜材质的应用效果研究，推动动态的膜生物反应器在污水处理中的优化应用，是新时期城市污水管理人员的极为关键的工作任务。本文通过一项试验谈论了不同的膜生物反应器的应用效果，希望能够使其为城市的污水处理工作发挥更多的助益。
一、动态膜反应器的污水处理试验
动态的膜生物反应器是当今时代极为先进的一种膜生物水处理技术，它完善了传统的反应器的膜材料昂贵以及污染严重的缺陷，通过使用动态膜（又称作次生膜或者是原位形成膜）多孔的支撑表面对污水进行过滤，是目前广受污水处理人员青睐的一项技术。动态膜反应器的所选用的膜组件具有较低的成本以及容易处理的污染问题，而且其在工作中对于能量的消耗较少，还能够极高地提升出水的水质及水量，具有极大的污水处理优势。本文下面就选用尼龙网和无纺布两种材料来做一项动态膜反应器的运行实验：
　　首先，工作人员要为试验设置两个如图一所示的尺寸为0.3乘以0.2乘以0.7米以及有效的容积为30升的平行反应器装置，并且为每一个反应器配置两片分别以无纺布及尼龙网作为材料的平板式的动态膜，同时将每一个单片膜的膜面积控制在0.072平方米。而且，工作人员要为反应器设置水泵以及液位开关，并将水头液位设定在0.4千帕，保证进水以及自流出水工作能在液位差的推动下实现。此外，工作人员还要将两组曝气头安置在反应器的下方，以侧下方的曝气头保证反应器的供氧需求以及液体混合需求，以正下方的曝气头发挥供氧以及反冲洗的作用，并且将一挡板安置在反应器的中部位置，保证反应器内循环的实现。同时，工作人员还要为反应器设置一个内部加热棒，将水温控制在25±1摄制度之间。而中试反应器则要具备1.2乘以1.0乘以2.9米的尺寸以及3.0立方米的有效容积，还有4片具备1.8平方米单膜面积的膜，其控制过程和小试一样。
其次，工作人员要分别进行用水试验以及清水试验，并确定研究的项目以及方法。一方面，试验人员要人工配置具备6.3到8.5之间的酸碱值以及23到25摄制度之间水温，还有336到637mg/L的COD值以及2.9到13.5mg/L的氨氮值的污水，并将中试水的COD值控制在120到372mg/L之间，氨氮值控制在13到35.7mg/L之间。同时，用水实验还要准备MISS值为8000mg/L以及SV为百分之六十的接种污泥，并将其培养训话7d之后接入到HRT为12个小时及具备0.1kgCOD/(kgMLSS·d)的有机负荷环境的反应器的膜组件中，接着进行反复的冲水清污试验。另一方面，工作人员还要做充氧效果以及流态研究的的清水实验，将曝气量分别为0.1、0.25以及0.45与0.6立方米每小时的四种曝气器向混合溶液充氧，测定出不同点的反应器对于不同时段充氧量的充氧能力以及充氧效率。同时，工作人员还要实用脉冲的电导法来做反应器的流态实验，并采用饱和的氯化钠融液作为示踪剂，在反应器内注入清水之后，不停地将示踪剂注入，并且对出水进行相同时间间隔下的电导率检测。再一方面，此试验除了应用HachHDO的荧光溶氧仪测定DO，电导率仪测定电导率之外，其他的研究项目都是使用国标法进行测定。
二、动态膜反应器试验的结论以及效果
本文下面主要是从不同曝气强度、曝气方式以及中试运行效果这三个方面来分析一下动态膜反应器的试验结论以及污水处理效果：
1、不同曝气方式的实验结论及除污效果
试验中主要采用了底部曝气以及侧下方曝气两种方式进行了曝气实验，首先就底部曝气来讲，由于其膜组件在反应器的正下方运行，曝气套动作用会使动态膜变得结构松散且易脱落，阻碍了动态膜对于污染物的堆积，其应用的无纺布以及尼龙网的动态膜都在连续运行了23天之后才产生了TMP的急剧上升。而且，出水的浑浊度以及SS一直都居于较高的数值，无纺布还以较高的亲水性做出了一直都比尼龙网高的TMP值。其次，就侧下方的曝气方式来讲，它的膜面具有较低的错流速度，污泥以及泥饼层都会快速沉积增多，其TMP具有较快的增长速度而出水量则处于缩减状态。而且，在侧下方曝气的运行初期，由于膜面以及膜孔都较为清洁，尼龙网和无纺布的运行效果没有太大差异，而后则随着清洁度的转变产生运行差异。就曝气方式去除COD的效果来讲，工作人员主要是在侧下方的曝气条件下进行了仔细考察，无纺布以及尼龙网都具有较高的去除效果，而无纺布则因为有更多微生物附着要高于尼龙网的效果。
2、不同曝气强度的实验结论及除污效果
从下图二不同的曝气量对于充氧效率与充氧能力影响图来看，充氧效率是随着曝气量的增强而逐渐降低的，而充氧能力则与曝气量的增强成正比，而且，在曝气量不断增强时，反应器的内流体混合的速度以及循环的速度都会逐渐加快，在不同水头差的影响下这种流体也没有呈现太多的循环速度变化。可以说，不同的水头差基本不会影响到内流体的循环速度，整体的水流态势也一直维持着较好的状况。而从试验中可分析出，曝气量在0.25立方米每小时的条件下，反应器的充氧能力以及充氧效率还有流体的内循环效果都会达到最优状态。
3、中试运行试验的效果以及除污分析
中试运行试验最初选用的无纺布材料在运行一周之后即出现了破裂和漏泥的状况，可见其膜强度需求还不能达到对于实际除污工作需求的满足，试验人员随之换用了尼龙网作为试验膜材料。而就尼龙网材料的中试除污效果来讲，一方面，经下图三实验效果可知动态膜中的微生物是COD 的主要去除者，而动态膜的上清液的除COD效