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复合式∕一体式膜生物反应器处理生活污水中试试验对比研究

文档作者：谢富强杨砺文档来源：中国市政工程中南设计研究院		点击数：	更新时间： 2024年07月06日
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复合础一体式膜生物反应器处理生活
■●， 水中试试验对比研究
谢富强杨砺
(中国市政工程中南设计研究院湖北武汉410030)
摘要用中试对比进行一体式与复合式膜生物反应器对于生活污水污染物的去除研究。发现2种膜生物反应器对于
COD的总去除率都在96％左右；对于氨氮的去除率都在90％v2上，2者在处理效能上并无太大区别；但复合式膜生物反应器
对于总氮的去除高了10％，同时污泥浓度大大降低，使膜污染降低，污泥脱水性能增加。
关键词膜生物反应器填料有机物氨氮总氮
中图分类号．X703．3 文献标识码：B 文章编号：1672—9064(2010)03—001 1—03
传统的一体式膜生物反应器中由于存在很高的污泥浓
度，污泥容易在膜表面以及膜之间沉积．使膜的水通量下降．
并且随着污泥浓度的增加．污泥的脱水性能变差。要减少膜
的污泥污染和增加污泥的脱水性能．最好的方式就是降低污
泥浓度【l】．在降低污泥浓度的情况下义不影响处理效果的一
个方法就是通过向反应器中投加填料[2．引．组成复合式膜反
应器。在复合式膜生物反应器中。大量的污泥附着在填料上．
悬浮污泥浓度大大降低．增加悬浮污泥的脱水性能．有效地
减轻污泥对膜的堵塞。从而延长了膜的使用寿命。另外．投加
填料的复合式膜生物反应器中．污泥以2种形式存在．反应
器中既有生物膜污泥．又有悬浮污泥。复合式膜生物反应器
与一体式膜生物反应器相比。反应器中存在的好氧区、缺氧
区和厌氧区。更不易受溶解氧、有机负荷、水力条件的影响．
在保证对有机物高效去除的同时．对于水中氮的转化提供了
更为有利的条件"]。本中试试验主要日的是针对复合式膜
生物反应器与一体式膜生物反应器对污水中有机物和氨氮
去除能力以及膜污染情况进行对比研究。
l试验材料与方法
1．1试验装置
实验装置见图l所示．采用2套平行的装置．1套为一
体式膜生物反应器：l套为复合式膜生物反应器。在反应器
1
日
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7．舯曛I窑dI垂s,q．tt舞量计10．ff气¨I●11制喇
圈1 中试试验工艺图
中投加了悬浮
填料。即在反
应器中直接投
加聚氨酯泡沫
块(12mm×
12mm x12mm)
作为微生物载
体f3】．这种填料
挂膜后比重略
大于水．在水中沉速小于通常曝气所需的搅拌速度，因而在
曝气的时候易使填料处于流化状态。
1．2试验水质
试验在某污水厂中进行．该污水厂采用常规的活性污泥
法1二艺。试验以该污水厂的二级污水出水为源水。试验水质
见表1所示。
表1污水水质
1．3水质分析方法
实验过程中水质分析均按照国家标准方法进行．具体方
法见表2所示。
表2水质分析方法
分析项目分析方法
COD
NH；一N
1．N
MLSS
重铬酸钾法
纳氏试剂比色法
过硫酸钾氧化一紫外分光光度法
重量法
2实验结果与讨论
2套对比装置的在试验期间不排泥．水力停留时间都为
5h，反应器内温度都控制在24℃．进水为同一原水，曝气强度
都很大，充分保证2套装置的反应器中DO的供应。装置运
行开始时反应器内的污泥浓度都约在2000mg／L左右．即为
投加填料之前反应器内的污泥浓度为2000哗／L左右。图2．
7中的去除率l为污泥混合液经滤纸过滤后测得的COD、氨
氮或TN与进水的COD、氨氮或TN比较而得出的COD、氨
氮或TN的去除率．而去除率2为未经滤纸过滤而得出的
作者简介：谢富强(1977一)，男，2000年天津大学环境工程系毕业，大学本科学历。毕业后一直于中国市政工程中南设计研究院从事水处理的
相关设计与研究工作。
2010．N0．3．西万方数据
COD、氨氮或TN的总去除率。
2．1 COD的去除效果
图2和图3中可以看出一体式MBR、复合式MBR对
COD的去除效果都很好．上清液COD和出水COD都很低．
COD的总去除率都在96％左右。说明2套工艺在对COD的
去除上没有什么区别。从图2、图3中还可看出，在试验的后
期．当污泥浓度很高时．反应器中上清液COD存在很大的波
动。时高时低．总的趋势是污泥浓度高时。反应器中上清液
COD浓度有微小的升高。这是因为：①反应器中污泥浓度较
高时．F／M值变小。进水COD不足以维持反应器中污泥微生
物的生长需要．结果大量微生物死亡．因死亡微生物的细胞
壁的某些组分和粘液层物质是很难降解的．这样就会导致上
清液COD上升：②污泥浓度较高时，内源呼吸加剧，而内源
呼吸会产生大量的溶解性微生物代谢产物fSMPl，SMP为难
降解的高分子物质．从而导致上清液COD上升。虽然上清液
COD有微小的波动．但超滤膜出水COD一直都很低．受上清
液COD的影响不大．这是冈为上清液COD的升高多为高分
子量SMP所致．而超滤膜能将这类物质截留在反应器中。所
以由于超滤膜的作用．MBR工艺的出水COD不会因上清液
COD的变动而存在较大的波动．这是其它污水处理工艺无
法比拟的．
圈2一体式MBR对COD的去除效果
，、
鼍}
鬣粕
围3复合式MBR对COD的去除效果
2．2氨氮的去除效果
从l冬}中可以看出，一体式MBR、投加悬浮填料的复合式
MBR对氨氮的处理效果都很好．彼此之间无太大的区别。这
是因为氨氮的去除只与亚硝酸细菌和硝酸细菌在反应器中
的数量有关，因2种工艺的反应器都不排泥．并且为同一进
水．反应器的HRT也一样．所以反应器中的硝化细菌的量与
细菌的比值相差不大，故去除氨氮的能力也应一样。
2．3 TN的去除效果
从图中可以看出，一体式MBR、投加悬浮填料的复合式
MBR对总氮的处理效果在早期污泥浓度不高时没有太大的
区别，但在后期，随着反应器中污泥浓度的提高．投加悬浮填
料的复合式MBR对总氮的处理效果要比一体式MBR要好．
2010．No。3。
图4一体式MBR对氨氯的去除效果
圈5复合式MBRI对氨氯的去除效果
去除率要高约10％左右。这是冈为随着污泥浓度的提高，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
形成缺氧的微环境，从而可同时发生反硝化作用。因此相对
于一体式MBR而言，对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
天数州
图6一体式MBR对"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
天数，‘1
圈7复合式MBR对TN的去除效果
2．4 污泥浓度
变化
一体式一
MBR工艺。在罾
进水COD浓度曷
波动不大．HRT
不变的情况下．
随着运行时间
的延长．反应器
中污泥浓度早
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
天数，d
圈8膜生物反应器中污泥浓度的增长情况
期是呈增长的趋势。后期，当污泥浓度到一定的时候．此时反
应器中污泥的增长和衰减的量基本上一样．污泥浓度达到相
对平衡的状态。复合式MBR与一体式MBR相比也具有同
样的趋势．只不过反应器中悬浮污泥浓度比一体式反应器中
的污泥浓度要低得多．这是因为复合式MBR反应器中大部
(下转第30页)
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啪伽咖啪伽啪
万方数据
尺寸．将排风口尺寸增大到1．7rexl．7m．再次进行校核计算
得到作业地带空气温度为44．38℃，满足设计要求，如图2(f)
所示。
5结论
(1)本文从变压器室内自然通风的流动和传热机理出
发．考虑变压器热量通过墙壁传导到室外的影响．提出了实
现计算过程软件化的设计思路．建立了对应的数学模型。
(2)利用Vi8ual Basic编写了户内变压器室自然通风设
计校核软件包。该软件经检验计算可靠，且操作简单，适合工
程应用．极大提高了‘丁程计算效率。可快速进行多种设计方
案的比较．具有广阔的应用前景。
(3)本软件也可进行一般单跨式工业厂房的自然通风设
计、校核计算。
参考文献
1冯华龙．王鑫方．110kV城市变电所户内变压器散热通风探讨．中团
勘察设计．2006(08)
2宋文新．户内变电所的通风设计．电力建设．1998(12)
3美文雄．曾文斐．室内变电站主变通风散热问题的分析及对策．广东
榆电与变电技术。2004(05)
4中华人民共和国建设部．GB 50019—2003．采暖通风与空气调节设
计规范．
5曲友立．变电所通风设计简析．暖通空调．2005(08)
图2软件包运行界面
6孙一坚．简明通风设计手册．北京：中国建筑工业出版社。1997
夏季室外通风计算温度为32。C．根据变压器型号确定室内
7 1995 AsHRAE H”d B。ok H”‘j“g,Ventilating”d ajr-c“d铂”jng
空气极限温度为45℃。。裂烹墟SI Ed艨ition：A机tl嚣篙鬈=995
参数设置界面如图2(d)所示，校核计算结果如图2(e) 9--用一西-华r*、王继仁、洪林．二空气密度的快≤准确洲算方法．矿业安全
所示，作业地带温度为45．52'(2，不满足设计要求。调整建筑与环保．2005(04)
(上接第12页)
分污泥在载体上形成了生物膜。复合式MBR中，填料投加在导致缺氧条件的结果。
的早期．由于污泥很快吸附在载体上，使得反应器中污泥浓(3)复合式膜生物反应器中污泥浓度低很多，使得其膜
度开始时是略有下降，随后。随着污泥浓度的增加，使得反污染降低，污泥脱水性能增加。
应器中悬浮污泥的浓度增加．但在后期。反应器中污泥基本
稳定在4000mg／L左右。参考文献
2种不同形式的MBR工艺在同一HRT、反应温度、曝气1王建龙。施汉昌，钱易．复合生物反应器处理废水的研究及进展．工
强度、进水的条件下，复合式MBR对TN的去除效果要比一业水处理．1997。17(1)
体式MBR高出10％左右。由于填料的加入，使得大部分的2蒋战洪．污水处理用填料的种类、性能和发展趋势·环境污染与防
污泥以生物膜的形式存在．悬浮污泥的浓度比一体式MBR 治·1994，16(4)
的污泥浓度要低得多，因此污泥混合液的脱水性能较一体
3 2翔，高延鼍·．}?接触氧化法处理污水的一种新型填料一悬浮填
式MBR的污泥混合轰的脱水性能要好一些。4：0爹；萎嚣缎雠处理工业废水工程中的觚
3 结论
城市环境和城市生态，1999。12(1)
(1)复合式膜生物反应器和一体式膜生物反应器对于5林铸炉．等．普通活性污泥法系统季气池中投加悬浮填料提高硝化
COD的去除率为96％左右，对氨氮的去除率在90070以上。能力的研究．环境科学，1998．19(i)
(2)复合式膜牛物反应器相对一体式膜生物反应器而言6昊立波，王建龙．钱易，等．复合膜生物反应器污泥硝化与反硝化性
COD和氨氮的去除率没有明显的提高．而对于总氮的去除能的研究．给水排水．1999，25(5)
有较大的提高．这是由于复合式膜生物反应器中载体的存

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