膜-生物硝化反應(yīng)器運(yùn)行性能的研究.pdf

1、污泥濃度難以提高是制約傳統(tǒng)活性污泥法硝化效能的重大瓶頸因子之一，膜生物反應(yīng)器能有效持留生物體，可望突破這一瓶頸，大大提高硝化反應(yīng)器的效能和穩(wěn)定性。在膜生物反應(yīng)器中實(shí)施短程硝化，則可充分發(fā)揮短程硝化的優(yōu)勢(shì)，為低碳高氮廢水的處理提供技術(shù)支持。為此，本課題對(duì)膜-生物硝化反應(yīng)器的運(yùn)行性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，結(jié)果總結(jié)如下：
　　 1)膜-生物硝化反應(yīng)器運(yùn)行性能優(yōu)良
　　 ①啟動(dòng)迅速：污泥馴化時(shí)間短，馴化12天后，反應(yīng)器氨氮去除率接近

2、100％；硝化細(xì)菌富集快，在50天內(nèi)，反應(yīng)器中的污泥濃度由5g·L-1增大到10.4g·L-1。
　　 ②效率很高：在保持進(jìn)水濃度為60mmol·L-1的條件下，經(jīng)過(guò)150天運(yùn)行，HRT從24h縮短到2.5h，容積負(fù)荷從0.8 kg(NH4+-N)·m-3·d-1增大到7.5kg(NH4+-N)·m-3·d-1；反應(yīng)器內(nèi)MLVSS逐漸增加，最后穩(wěn)定在20g·L-1左右，最高污泥氨氮去除負(fù)荷達(dá)0.38kg(NH4+-N)·kg(M

3、LSS)-1·d-1。各項(xiàng)指標(biāo)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)生物硝化反應(yīng)器。
　　 ③運(yùn)行穩(wěn)定性好：在HRT迅速縮短時(shí)，氨氮去除率可保持在80％以上；在反應(yīng)器處理效率急劇惡化的情況下，維持低進(jìn)水濃度或停止進(jìn)水可迅速恢復(fù)功能。
　　 2)膜-生物硝化反應(yīng)器運(yùn)行性能受溶解氧的影響
　　 在膜生物反應(yīng)器中，存在臨界DO，其值約為1mg·L-1。當(dāng)DO控制在0.5mg·L-1時(shí)，反應(yīng)器出水氨氮濃度與亞硝氮濃度之比接近1:1，適宜作為ANN

4、AMOX工藝的進(jìn)水。
　　 穩(wěn)態(tài)時(shí)，反應(yīng)器的最大曝氣供氧速率為0.308 mg02·S-1·L-1，硝化需氧速率為19.86 mgO2·S-1·L-1，氧傳遞是進(jìn)一步提高膜-生物硝化反應(yīng)器負(fù)荷的限制因子。
　　 在所試條件下，要使反應(yīng)器進(jìn)行全程硝化，容積負(fù)荷宜控制在5.050g·L-1·d-1以下；若需作為厭氧氨氧化的亞硝酸鹽供給裝置而進(jìn)行短程硝化，則容積負(fù)荷宜控制在7.240g·L-1·d-1左右。
　　 3)

5、分離膜組件工作性能優(yōu)良
　　 ①菌體截留性能好：分離膜的孔徑小于硝化細(xì)菌的尺寸，反應(yīng)器內(nèi)菌體被完全持留，污泥濃度從5 g·L-1L逐漸提高到20 g·L-1；分離膜表面可附著生物層，對(duì)氨氮和亞硝氮具有一定的氧化作用，有利于改善分離膜滲透出水水質(zhì)。
　　 ②滲透阻力?。簩?duì)0.22μm聚丙烯分離膜的研究表明，液位差為20cm左右時(shí)，阻力最小(3.14×10-4 m-1)，膜通量達(dá)2.51 L·m-2·-h-1；液位差低于80

6、cm時(shí)，提高液位差可增大膜滲透通量；超過(guò)80cm后，增大液位差的膜滲透通量效應(yīng)很小。與液位差逐漸增大相比，保持低液位差可以獲得較高的出水通量，具有更高的節(jié)能效果。
　　 4)分離膜的工效受孔徑和材料的影響
　　 ①孔徑的影響：對(duì)比0.1μm、0.22μm、0.4μm的聚丙烯分離膜，滲透通量與孔徑成正比，膜阻力和滲透出水氨氮濃度與孔徑大小成反比；0.22μm和0.45μm的膜分別在液位差為19.43cm和23.05cm時(shí)有

7、最小膜阻力。
　　 ②材料的影響：對(duì)比0.22μm的聚丙烯、尼龍和聚偏氟乙烯分離膜，聚丙烯膜對(duì)氨氮的去除效果最好，尼龍膜次之，聚偏氟乙烯最差；尼龍膜的通量和膜阻力接近于聚偏氟乙烯膜，兩者的滲透通量高于聚丙烯膜，阻力低于聚丙烯膜；在液位差增大的過(guò)程中，尼龍膜和聚偏氟乙烯膜的阻力與液位差成正比，聚丙烯膜的阻力先隨液位差增大而減小，后隨液位差增大而增大。
　　 對(duì)于聚丙稀膜，0.22μm和0.45μm膜的表面氨氮負(fù)荷高于0.1

8、μm膜；聚偏氟乙烯膜稍優(yōu)于尼龍膜，兩者的各種性能都優(yōu)于聚丙烯膜，可根據(jù)廢水水質(zhì)及處理要求選用。
　　 5)分離膜的總阻力具有一定的分配規(guī)律
　　 膜總傳質(zhì)阻力可分為膜本身阻力、膜表面沉積阻力、濃差極化阻力、膜孔內(nèi)可恢復(fù)污染所致的阻力和不可恢復(fù)污染所致的阻力等5部分，其中膜表面沉積阻力是總阻力的主體，其次是膜孔內(nèi)可恢復(fù)污染所致的阻力。雖然膜孔內(nèi)污染在總阻力中所占比例不大，但它決定了膜表面沉積阻力的大小。
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