螺旋對(duì)稱流厭氧膜生物反應(yīng)器運(yùn)行特性及膜污染研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)城市污水排放量的大幅增加已嚴(yán)重污染水體環(huán)境。厭氧膜生物反應(yīng)器（AnMBR）作為厭氧生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新型廢水處理技術(shù)，既具有厭氧生物處理的高效性，又具有膜分離的出水水質(zhì)穩(wěn)定性，有望實(shí)現(xiàn)高濃度進(jìn)水低濃度出水的雙重目標(biāo)，已被越來(lái)越多地用于城市污水的治理中。鑒于此，本課題組在已有螺旋對(duì)稱流厭氧專利反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，通過(guò)外置平板膜組件開(kāi)發(fā)了一種新型外置浸沒(méi)式螺旋對(duì)稱流厭氧膜生物反應(yīng)器（SSS-AnMBR）（專利申請(qǐng)?zhí)?/p>

2、：CN201610325276.6）。論文較系統(tǒng)地研究了SSS-AnMBR啟動(dòng)期和穩(wěn)定期的運(yùn)行性能；構(gòu)建了 SSS-AnMBR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與操作優(yōu)化模型；探析了膜污染特征及影響因素。獲得如下主要結(jié)論：
　　（1）啟動(dòng)期和穩(wěn)定期的運(yùn)行：
　　a、啟動(dòng)期歷時(shí)33天，反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定、高效，pH在6.78-7.44之間，揮發(fā)性脂肪酸（VFA）幾乎檢測(cè)不到，未發(fā)生酸化現(xiàn)象，堿度（ALK）在1264.01-1639.64mg/L，VFA/

3、ALK在0.001-0.016，反應(yīng)器對(duì)化學(xué)需氧量（COD）的去除率穩(wěn)定在90.27％-95.35%，平均去除率85.75%；
　　b、進(jìn)入穩(wěn)定期，有沼氣曝氣狀態(tài)的運(yùn)行效果和穩(wěn)定性均優(yōu)于無(wú)沼氣曝氣狀態(tài)。前者有機(jī)負(fù)荷（ OLR）和 COD去除率分別達(dá)2.28kgCOD/(m3·d)和98.24%，均高于后者的2.13kgCOD/(m3·d)和97.58%；前者穩(wěn)定性稍高于后者，前者平均總 COD去除率的變異系數(shù)（CV）值為0.78低

4、于后者的0.89；
　　c、改變進(jìn)水濃度對(duì)膜出水影響不大：隨著進(jìn)水濃度（COD）的提高，階段1（平均進(jìn)水COD=2300 mg/L）SSSAB的出水平均COD（160mg/L）及其CV（0.16）較之階段2、3（平均進(jìn)水COD分別為4500和8000mg/L）有一定程度的升高，出水水質(zhì)和穩(wěn)定性有所下降，但膜出水COD及其CV相差不大。
　?。?）SSS-AnMBR系統(tǒng)操作及優(yōu)化模型：反應(yīng)器體積V、進(jìn)水流量Q和進(jìn)水COD濃度X

5、三者之間的關(guān)系為infinf ss00 HRT HRT V X COD Q COD，
　?。?）膜污染特征及影響因素研究結(jié)果：
　?、?、沼氣曝氣對(duì)膜污染影響：
　　a、沼氣曝氣能夠有效延緩膜污染。有沼氣曝氣運(yùn)行較之無(wú)沼氣曝氣運(yùn)行，各階段跨膜壓差（TMP）的增長(zhǎng)速率（分別為0.14、1.6和5.5 kPa/d）均較緩慢，達(dá)到相同的TMP時(shí)運(yùn)行周期是無(wú)沼氣曝氣的2倍。前者在膜表面形成密而薄的凝膠狀物質(zhì)，后者在膜表面形成疏而

6、厚的泥餅狀物質(zhì)。
　　b、無(wú)沼氣曝氣時(shí)，膜表面總固體（19.03 g/L）較高是膜污染的主要原因；沼氣曝氣時(shí)，膜表面S-EPS（89.38 mgTOC·(gVSS)-1）較高及較小的蛋白質(zhì)與多糖的比值（PN/PS）值是膜污染的主要原因。
　?、?、進(jìn)水濃度對(duì)膜污染影響：
　　a、膜污染包括緩慢增長(zhǎng)期和快速增長(zhǎng)期：階段1的緩慢增長(zhǎng)期TMP的增速慢、時(shí)間長(zhǎng)（K11=為0.188 kPa/d，T=13d）；快速增長(zhǎng)期TMP的增

7、速快、時(shí)間短（K12=4.935 kPa/d，T=15d）；而階段2、3的緩慢增長(zhǎng)期和快速增長(zhǎng)期，TMP的增長(zhǎng)情況相接近。
　　b、改變進(jìn)水濃度所致的混合液粘度變化對(duì)膜污染影響較大：隨著進(jìn)水濃度的增大，混合液粘度越大，將增加TMP、增強(qiáng)黏附性、削弱曝氣沖刷效果和降低絮體的上升速度等；同時(shí)總 EPS的升高主要由S-EPS+LB-EPS含量的升高引起，致使混合液的粘度也有上升趨勢(shì)。PN與混合液粘度具有一定相關(guān)性外，PS及PN/PS的趨