摘要:對活性污泥一膜生物反應器、生物膜一膜生物反應器、復合式膜生物反應器的除污效果和膜污染趨勢進行了研究。結果表明:活性污泥一膜生物反應器的膜污染程度最輕，膜通量下降速度最慢，膜污染也最容易消除;生物膜一膜生物反應器的膜污染程度最重，膜通量的下降速度最快;較大的曝氣量可減輕膜的污染程度并減緩膜通量的下降速度。
   
關鍵詞:一體式膜生物反應器;膜污染;膜通量
   
1試驗裝置與方法
   
1.1原水水質
   
原水(shui)為學生宿舍的盟洗(xi)廢水(shui)，其水(shui)質見表1  

1.2試驗裝置
   
采用兩套完全相同(tong)的(de)裝(zhuang)置(zhi)(分別記(ji)作ln}2#)進(jin)行試(shi)驗。工藝流程見圖(tu)1反應(ying)器(qi)為(wei)(wei)(wei)有(you)機(ji)玻璃制成(cheng)，直徑為(wei)(wei)(wei)200mm，高為(wei)(wei)(wei)2m，內置(zhi)孔(kong)徑為(wei)(wei)(wei)0.2um、膜(mo)面積(ji)為(wei)(wei)(wei)0.5m2的(de)聚偏氟乙(yi)烯中(zhong)空纖維(wei)膜(mo)組件。依重力間歇出水，由液位(wei)自控儀控制反應(ying)器(qi)內水位(wei)基本恒定(ding)。

1.3試驗方法
   
l#、2#裝置的氣水比分別為(wei)30:1和60:1,HRT和操作(zuo)壓力均(jun)相同(分別為(wei)5h,10kPa)，依次按三種不同類(lei)型(xing)的膜生(sheng)物反(fan)應器運行(xing)，每種反(fan)應器開始運行(xing)前均(jun)對膜組件(jian)進行(xing)清洗(xi)。運行(xing)工況見表2

1.4分析項目及方法
   
每2-3d對系統(tong)進水(17一26℃)和膜(mo)濾出(chu)水的COD,NH3一N、濁度及上清(qing)液的COD測定一次，均采用標(biao)準(zhun)方法。膜(mo)出(chu)水量每天測定一次。

2結果與分析
   
2.1對污染物的去除效果
    
三(san)種一體式膜生(sheng)物(wu)反應器在兩種運行工況下的除(chu)污(wu)效果見表3  

從表3可知，三種一體式膜生物反應器對氨氮、濁度和COD的去除率都很高，但生物反應器去除COD的效果相差較大，相比較而言活性污泥一膜生物反應器的去除效果更穩定些。 
   
2.2膜通量的下降趨勢
   
三種一體式膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器(qi)出水量(liang)(liang)的變(bian)化情況(kuang)如圖2所(suo)示。在兩種運行工況(kuang)下均是(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)一膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器(qi)的膜(mo)通量(liang)(liang)下降(jiang)速度(du)最(zui)快(kuai)，復合式膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器(qi)次之(zhi)，活性污泥一膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器(qi)的膜(mo)通量(liang)(liang)下降(jiang)速度(du)最(zui)慢;對于同一種類型的膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器(qi)而言，第二(er)種運行工況(kuang)下的膜(mo)通量(liang)(liang)下降(jiang)速度(du)較慢。

2.3膜的清洗
   
膜的清(qing)洗包括5個步驟(zou):清(qing)水(shui)浸(jin)泡;水(shui)反(fan)沖;氣反(fan)沖;稀(xi)NaC10液(ye)浸(jin)泡1h;稀(xi)H2SO4液(ye)浸(jin)泡1h,如清(qing)洗后(hou)膜通量(liang)的恢(hui)復效果仍較差則再增(zeng)加24h的堿液(ye)浸(jin)泡。清(qing)洗前后(hou)膜出(chu)水(shui)量(liang)的變化見表4  

從表4可知，經清洗后活性污泥一膜生物反應器的膜出水量恢復率最高;2#裝置的膜出水量恢復率高于1#，說明大的氣水比不但能使膜通量下降緩慢，而且膜通量也易于恢復。
   
2.4膜污染比較
   
在5個清洗(xi)步驟結(jie)束后(hou)，采用標準方法(重量(liang)法)分別對清洗(xi)液(ye)中(zhong)總固體(ti)和溶解性固體(ti)含量(liang)進(jin)行了測定(ding)，然后(hou)折(zhe)算成單位膜面積吸附(fu)的固體(ti)量(liang)，最(zui)后(hou)根據(ju)反應(ying)器的運(yun)行天(tian)數(shu)求出(chu)平均(jun)每(mei)天(tian)膜所吸附(fu)的總(或溶解性)固體(ti)含量(liang)，結(jie)果見表5。

由(you)表(biao)5可知(zhi):①活性(xing)污(wu)(wu)泥一(yi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)的膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染程(cheng)度(du)最(zui)輕(qing)，生(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)(mo)一(yi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)的膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染程(cheng)度(du)最(zui)重，這與反(fan)應器(qi)運(yun)行過程(cheng)中膜(mo)(mo)通(tong)量下降趨(qu)勢(shi)是(shi)一(yi)致的。雖然(ran)1“活性(xing)污(wu)(wu)泥一(yi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)的日均吸附總固(gu)體量多于復(fu)合式膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)，但二者(zhe)膜(mo)(mo)通(tong)量的恢復(fu)程(cheng)度(du)是(shi)不同(tong)的(恢復(fu)率分別是(shi)85.2%和59.1%)，若(ruo)以膜(mo)(mo)通(tong)量恢復(fu)到初始通(tong)量的85.2%為標(biao)準，則復(fu)合式膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)的膜(mo)(mo)日均吸附總固(gu)體量應為0.447m歲(。m，·d)。②較(jiao)大的曝氣量能減(jian)輕(qing)膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染程(cheng)度(du)。

2.5膜通量下降的影響因素分析
   
①膜的溶解性有機負荷
   
在一體式活性污泥一膜生物反應器中懸浮污泥分布均勻，原水與微生物接觸充分，使得反應器對COD的去除率較高;另外適量的污泥濃度和曝氣量也使得膜表面形成了一層松散的多孔濾餅層，可將某些能透過膜的可溶性小分子物質截留在反應器內，這些都降低了膜的溶解性有機負荷(膜所吸附的溶解性固體含量相對較低也說明了這一點)。從表5可知，各種反應器中為膜所吸附的溶解性固體量占總固體量的比例都很大，因此降低了膜的溶解性有機負荷，也就減輕了膜的污染程度，使得膜通量下降緩慢。對于生物膜一膜生物反應器而言，由于有機物與微生物的接觸不如活性污泥式反應器充分，因而對COD的去除率不高或不穩定。同時也難形成濾餅層，使得溶解性有機物易在膜孔內吸附和累積，導致膜孔徑減小和膜阻力增大，致使膜通量下降速度較快。
   
②曝氣量和膜的擺動程度
   
雖然2#反應器的污泥濃度高于1#反應器，但膜的日均吸附總固體量和膜通量下降速度卻均低于1#的同類反應器，這說明較大的曝氣量可減輕膜污染程度，其原因是曝氣量大時膜更容易擺動起來，增大了膜面的剪切力，從而減小了膜面污染物的粘附幾率，防止了在膜面上形成堅實的濾餅層。此外，生物膜式和復合式膜生物反應器中生物填料的存在對膜的擺動有一定的影響，這可能也是膜吸附污染物質較多的原因。因此，曝氣量和膜的擺動幅度是影響膜污染程度的重要因素。
   
3結論
   
①與復合式及生物膜一膜生物反應器相比，一體式活性污泥一膜生物反應器具有較高且穩定的COD去除率，膜的污染程度最輕，膜污染也最容易消除。生物膜一膜生物反應器的膜污染程度最重，膜通量下降速度最快。
   
②較大的曝氣量可以減緩膜污染程度和膜通量的下降速度。
   
參考文獻:
1張軍，王寶貞，張立秋，等.復合淹沒式膜生物反應器脫氮除磷效果研究[J〕.中國給水排水，2儀舊，16(9):9一11.
2國家環(huan)保局(ju).水(shui)和廢水(shui)監測分析(xi)方法〔M〕.北(bei)京(jing):中國環(huan)境(jing)科學出版(ban)社，1994.

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