生物鐵-膜-生物反應(yīng)器特性及膜污染機(jī)理研究.pdf

1、本文利用膜生物反應(yīng)器（MBR）和傳統(tǒng)活性污泥法中的生物鐵法二者各自的優(yōu)點(diǎn)，首次將兩者結(jié)合起來(lái)形成一種新型的MBR工藝--生物鐵-MBR。生物鐵-MBR和普通MBR在三種相同工況條件下進(jìn)行平行對(duì)比試驗(yàn)，系統(tǒng)地對(duì)人工合成印染廢水（活性艷藍(lán)KN-R）的處理效果、混合液特性和膜污染進(jìn)行了研究，在充分認(rèn)識(shí)運(yùn)行條件、微生物特性、系統(tǒng)運(yùn)行特性三者之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了探討，得出了如下結(jié)論：
　　 1）通過(guò)在多種工況下運(yùn)行，研究了在處

2、理模擬印染污水的條件下，兩系統(tǒng)的運(yùn)行效果以及生物反應(yīng)器的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，并對(duì)生物鐵-膜生物反應(yīng)器中膜組件和生物鐵污泥在MBR處理廢水中的貢獻(xiàn)做了初步評(píng)價(jià)。在生物鐵MBR中，生物鐵污泥對(duì)被截留的微生物代謝產(chǎn)物有比較強(qiáng)的降解能力和吸附能力，避免了難降解的微生物代謝產(chǎn)物在生物反應(yīng)器中的積累，在改善膜出水水質(zhì)的同時(shí)也對(duì)進(jìn)水的沖擊負(fù)荷有明顯的提高。
　　 2）通過(guò)對(duì)兩系統(tǒng)的混合液及微生物特性進(jìn)行分析，研究了運(yùn)行條件對(duì)生物鐵法MBR與普通MBR

3、的微生物特性影響的差異。生物鐵污泥結(jié)構(gòu)緊密，微生物相豐富。普通MBR隨著污泥膨脹的發(fā)生，膜生物反應(yīng)器需要較大的凈水頭壓差來(lái)滿(mǎn)足流量的要求，此結(jié)果可以間接反應(yīng)出污泥膨脹期的膜污染程度較正常時(shí)嚴(yán)重，但生物鐵污泥的良好性質(zhì)能控制污泥膨脹的發(fā)生，沒(méi)有造成凈水頭壓差的強(qiáng)烈波動(dòng)。生物鐵法MBR的平均粒徑是85.5μm，普通MBR的平均粒徑是62.6μm，可見(jiàn)投加氫氧化鐵絮體有利于改善污泥絮體結(jié)構(gòu)，增大污泥粒徑，提高污泥濃度，改善沉降性能等作用。為膜

4、污染分析奠定基礎(chǔ)和膜污染的控制提供了科學(xué)依據(jù)。
　　 3）通過(guò)對(duì)膜出水水質(zhì)和污泥脫氫酶活性、好氧呼吸速率的測(cè)定，考察了鐵離子濃度對(duì)生物鐵.MBR中鐵離子濃度對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行特性的影響。反應(yīng)器中上清液COD濃度都隨著污泥中含鐵量的增加而減小，反應(yīng)器中上清液COD濃度都隨著上清液中含鐵量的增加而增加。這說(shuō)明在本試驗(yàn)條件下，污泥含鐵量在50mg/L～350mg/L的范圍內(nèi)，污泥含鐵量越大，反應(yīng)器上清液中污染物質(zhì)越少，通過(guò)膜過(guò)濾截留的污染物就

5、越少；在三個(gè)不同工況條件下，隨著污泥含鐵量的升高，污泥的脫氫酶活性隨之上升。這說(shuō)明在本試驗(yàn)條件下，鐵離子是作為激活劑對(duì)提高脫氫酶活性是有利的，可以提高污泥活性。
　　 4）通過(guò)對(duì)膜過(guò)濾分離特性的分析，研究了生物鐵-MBR和普通MBR中膜過(guò)濾分離特性的規(guī)律，生物鐵法MBR在減緩膜污染上存在著明顯優(yōu)勢(shì)。生物鐵污泥的總阻力約為普通MBR的總阻力的1/3，生物鐵法MBR污泥比阻約為普通MBR污泥比阻的1/10，生物鐵法MBR污泥的壓縮系

6、數(shù)n為1.26，普通MBR污泥的壓縮指數(shù)為0.69，說(shuō)明生物鐵法MBR污泥的可壓縮性大，容易壓縮。證明生物鐵MBR是一種減緩膜污染的有效方法。
　　 5）通過(guò)對(duì)膜組件進(jìn)行不同方法的清洗和膜通量的測(cè)定，得出了對(duì)普通MBR和生物鐵MBR膜組件有效的清洗方法。本試驗(yàn)中，水力沖洗和雙氧水清洗對(duì)普通MBR的膜污染去除效果比較理想，而酸洗和雙氧水清洗對(duì)生物鐵MBR的膜污染去除更能取得較好的清洗效果。
　　 6）通過(guò)對(duì)四種膜污染模型的