厭氧膜生物反應器廢水處理系統(tǒng)實驗及數(shù)學模型.pdf

1、廢水的厭氧生物處理越來越受到關注，厭氧生物處理設施也有了大量的應用。厭氧膜生物反應器（AnMBR）為厭氧反應器和膜組件組合工藝，是一種處理高濃度有機廢水的有效方法，已成為國外如水環(huán)境研究基金會（WERF）等協(xié)會的研究重點之一。AnMBR在實現(xiàn)能源回收和優(yōu)良的出水水質(zhì)等方面具有極大的應用潛力。
　　本文以一種新型的厭氧膜生物反應器作為研究主體處理模擬廢水，反應器在啟動期，上清液COD穩(wěn)定保持在600-700 mg/L，COD生物去除

2、率穩(wěn)定在77％左右，膜組件去除的COD效率從啟動初期的2.1%增加到19.5%。反應器中乙酸含量不斷增加，說明有少量產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌出現(xiàn)，其他揮發(fā)酸濃度甲酸、丙酸和丁酸沒有明顯的變化。MLSS從16.5 g/L增長為24.8 g/L，MLVSS從12.4 g/L增加至19.7 g/L，MLVSS/MLSS也增加至0.79。
　　反應器在穩(wěn)定運行期進水COD從3000 mg/L逐步提高至4000 mg/L，COD總?cè)コ食^90%以上，

3、去除效果較好。MLSS和MLVSS繼續(xù)增加，平均MLSS濃度為31 g/L，MLVSS平均值為24.7 g/L，而膜表面附著污泥的MLSS和MLVSS呈先增加后降低的趨勢，膜表面附著污泥的MLVSS/MLSS平均值為0.77。反應器穩(wěn)定運行期間，VFA值在該階段先增加后降低，表明產(chǎn)甲烷菌開始分解前期所積累的揮發(fā)性脂肪酸。實驗運行穩(wěn)定期時，生物氣產(chǎn)量都有了大幅度增加。
　　HRT為48h、36h、24h和18h時，膜出水COD始終小

4、于300mg/L，COD總?cè)コ蔬_到97%。當HRT縮短為12 h時，出水COD增高，COD總?cè)コ室仓饾u降低，最低為77.3%。在HRT為48-24h時甲酸、乙酸、丙酸和丁酸濃度變化不是很大，VFA保持較低的值，HRT下降為12h，系統(tǒng)運行效能開始變差。在整個負荷提高期，生物氣產(chǎn)量和生物氣中甲烷含量保持較高的水平，當HRT縮短為12h，系統(tǒng)生物氣產(chǎn)量和甲烷含量急劇下降。
　　進水水質(zhì)提高期，進水COD濃度分別為8000、1200

5、0、15000、18000和21000 mg/L；當進水COD濃度為8000 mg/L時，HRT為48h、36h、24h時，膜出水COD始終小于300 mg/L，COD總?cè)コ蔬_到97.4%，HRT下降到18h時，COD生物去除率平均值下降到70.8%。當進水COD為12000 mg/L時，最佳HRT應控制在36h；當進水COD為15000 mg/L和18000 mg/L時，最佳HRT應控制在48h；然而當進水COD>20000 mg/

6、L時，HRT為48h時，出水水質(zhì)惡化，反應器效能下降。
　　ADM1為理論基礎,建立了厭氧一膜生物反應器處理廢水的數(shù)學模型。通過ADM1參數(shù)的靈敏度分析，考慮到VFA物質(zhì)指標影響較大的參數(shù)進行校核，并在這一基礎上對COD影響較大的參數(shù)進行校正。模型對乙酸的模擬誤差較大，應增加與乙酸反應中參數(shù)的調(diào)整。所以最終確定調(diào)整Y_ac、ks_ac和km_ac這三個參數(shù)來校正模型。經(jīng)過參數(shù)調(diào)整后，模型對出水 COD、VFA、氣體成分的結(jié)果較為理