浸沒式膜生物反應器中生物質的增殖及其對運行效能、扭矩流變特性的影響研究.pdf

1、浸沒式膜生物反應器(sMBR)是一種將高效膜分離技術與活性污泥生物處理單元相結合的水處理工藝。由于膜的截留作用，無需二沉池進行固液分離，生物質全部在反應器中停留并可達到較高的濃度，因而該工藝具有占地面積小，出水質量高，固液分離較徹底等優(yōu)點。在運行過程中膜組件容易受到污染，造成膜通量下降，導致膜的性能下降和運營成本的增加，阻礙了其在實際中的廣泛應用。研究表明:反應器內的生物質濃度是sMBR運行的重要影響參數(shù)之一，它不僅影響污染物的去除效果

2、，還影響sMBR內的粘度、胞外聚合物(EPS)含量等污泥特性，因此，高生物質濃度是sMBR實現(xiàn)污水高效凈化的必要保證，但同樣也是加重膜組件污染及阻礙快速傳質（如供氧、營養(yǎng)物質的傳遞、代謝產物的轉移）的關鍵因素，從而影響到系統(tǒng)的整體運行效能。
　　 基于生物質濃度在sMBR運行過程中造成的相互矛盾的效應，本試驗采用可編程邏輯控制器(PLC)自控系統(tǒng)對sMBR進行全自動監(jiān)控運行，在不排泥條件下，探討sMBR中的生物質增殖規(guī)律，并考察

3、生物質增殖過程對sMBR運行效能的影響，以期為優(yōu)化工藝運行條件及合理設計反應器提供基本的依據(jù)。
　　 試驗中采用了可編程邏輯控制器(PLC)對sMBR實現(xiàn)過程控制，在不排泥的情況下運行20-40天，生物質濃度達到9670mg/L，出水的各項指標達到最佳，但隨著生物質的繼續(xù)增殖，污泥表觀粘度急劇增加，引起F/M的降低和傳質困難，最終導致污泥活性降低及出水效果惡化。試驗還發(fā)現(xiàn):表觀粘度與MLSS、EPS的增長趨勢十分一致，表明這兩個

4、因素對活性污泥的表觀粘度影響較大。另外，試驗還采用SEM/EDS方法對不同階段膜表面進行了觀察及表面元素分析，結果表明膜表層污染物中有機物占主要部分，無機成分所占比例較小。
　　 試驗在不排泥條件下，系統(tǒng)連續(xù)進水出水運行87天，試驗結果表明污泥混合液的流變扭矩與生物質的濃度、污泥表觀粘度有正的相關性;并且當污泥的濃度和表觀粘度越高，其與污泥的流變扭矩的皮爾森相關系數(shù)越高。在連續(xù)抽吸出水，膜過濾的TMP、TMR及其上升的速度比間歇