厭氧膜—EGSB反應(yīng)器和微氧膜生物反應(yīng)器處理生活污水的研究.pdf

1、本論文研究采用兩套膜生物反應(yīng)器處理生活污水.在中低溫條件下(28℃-11℃),采用一體式厭氧膜—膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應(yīng)器處理生活污水,運(yùn)行8個(gè)多月的試驗(yàn)結(jié)果表明:反應(yīng)器溫度高于25℃,水力停留時(shí)間(HRT)大于4.6 h時(shí),膜出水COD濃度小于50 mg/L,TOC濃度小于22 mg/L,COD和TOC去除率分別為85-94％和80-91％.反應(yīng)器溫度從20℃降至15℃,HRT為3.5-5.7 h時(shí),生物反應(yīng)器出水濃度波動(dòng)較大,

2、COD和TOC濃度分別為40-172 mg/L和17-67 mg/L;膜出水濃度為10-96 mg COD/L和9.3-42 mg TOC/L.在較低的溫度11℃,HRT為5.7 h時(shí),生物反應(yīng)器出水COD和TOC的去除率為55-77％和57-75％;膜出水COD和TOC的平均去除率仍可達(dá)到81％和80％.反應(yīng)器收集沼氣的容積產(chǎn)率在0.28-0.58 L L<'-1>d<'-1>,其中甲烷含量63-72％.膜分離對(duì)系統(tǒng)COD和TOC去除

3、率的貢獻(xiàn)隨溫度的降低而增加.COD質(zhì)量平衡計(jì)算結(jié)果表明,進(jìn)水COD中約有一半轉(zhuǎn)化為甲烷.反應(yīng)器除了取樣之外沒有排泥,污泥齡為145天,污泥產(chǎn)率在0.058-0.097 g VSS/g去除的COD.顆粒污泥較低的SVI值(16.7-28.4 mL/g TSS)表明顆粒污泥良好的沉降性能.顆粒污泥的VSS與TSS之比為75-82％.掃描電鏡觀察結(jié)果表明顆粒污泥表面以絲狀菌為主.反應(yīng)器內(nèi)污泥的比產(chǎn)甲烷活性隨反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,低溫并沒

4、有妨礙產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)和富集.粒徑相對(duì)較小的顆粒污泥產(chǎn)甲烷活性較高.隨著反應(yīng)器的運(yùn)行,污泥顆粒的粒徑也有所增長(zhǎng).在描述膜滲透通量隨時(shí)間變化的動(dòng)力學(xué)表達(dá)式中,速率常數(shù)K隨上流速度的增加而降低,表明高的上流速度可以減緩泥餅的形成,從而減緩?fù)康南陆邓俾?K與上流速度u的關(guān)系可表示為K=-0.0089 u+0.1265.在溫度為20℃時(shí),應(yīng)用了兩個(gè)數(shù)學(xué)模型:Grau二階動(dòng)力學(xué)模型和Monod動(dòng)力學(xué)模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究.以間歇試驗(yàn)培養(yǎng)的微氧顆粒污泥

5、接種膜生物反應(yīng)器.微氧膜生物反應(yīng)器運(yùn)行半年多時(shí)間.盡管曝氣量很小,出水沒有任何異味.整個(gè)試驗(yàn)過程中,在進(jìn)水COD容積負(fù)荷為0.5-1.2 g L<'-1>d<'-1>,膜出水COD一直穩(wěn)定在較低的水平(8-35 mg/L),去除率在94％以上.氮通過發(fā)生同時(shí)硝化反硝化反應(yīng)而去除.微生物學(xué)試驗(yàn)證明微氧顆粒污泥中同時(shí)存在硝化菌和反硝化菌,可以發(fā)生同時(shí)硝化反硝化反應(yīng).以顆粒污泥和破碎后污泥進(jìn)行的平行間歇試驗(yàn)結(jié)果也表明顆粒污泥的COD和氮的去除

6、效率高.在進(jìn)水氮容積負(fù)荷為26.3-67.6 mg N L<'-1>d<'-1>,系統(tǒng)氮的去除負(fù)荷為20-45 mgN L<'-1>d<'-1>.出水總氮濃度隨氨氮濃度的降低而降低,出水總氮大部分以氨氮形式出現(xiàn);而且,當(dāng)增加進(jìn)水氮負(fù)荷時(shí),出水亞硝酸鹽氮含量一直維持在較低的水平,沒有出現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累.表明只要硝化反應(yīng)完成,反硝化隨之就可進(jìn)行,硝化反應(yīng)是速率限制步驟.微氧顆粒污泥的強(qiáng)度和沉降性能低于厭氧顆粒污泥,其VSS/TSS比率為7