摘要: 通過試驗探討了污泥膨脹對一體式膜生物反應器 ( MBR)運行效果的影響及發生污泥膨脹的原因。結果表明 ,引起污泥膨脹的主要原因是 BOD負荷變化過于劇烈以及由此導致的DO不足和 pH值急劇下降;污泥膨脹會加劇膜污染 ,并導致 NH3 - N去除率下降 ,但對有機污染物的去除效果影響不大;通過調整 BOD負荷變化速率、 提高混合液中的溶解氧含量 ,可使污泥膨脹得到有效控制。
　　
關鍵詞: 一體(ti)式膜生物反(fan)應器; 　 污泥膨(peng)脹; 　BOD負荷(he); 　 溶解氧

1　污泥膨脹的發生

試驗(yan)從 2001年 11月(yue)開始運(yun)行 ,原(yuan)水(shui)為洗浴(yu)廢水(shui) ,目的是探討一體式(shi)膜生(sheng)物(wu)反(fan)應器 ( MBR)的膜污(wu)染問題。2003年 5月(yue) ,由于(yu)(yu)受“非(fei)典 ” 的影(ying)響 ,使(shi)得取水(shui)工作不能正常進行 ,于(yu)(yu)是將原(yuan)水(shui)改(gai)為模(mo)擬生(sheng)活污(wu)水(shui)。 MBR進水(shui)水(shui)質的變(bian)化如表 1所示。改(gai)變(bian)進水(shui)水(shui)質后 MBR共發生(sheng)了二次污(wu)泥(ni)膨脹(zhang) ,此(ci)間污(wu)泥(ni)變(bian)黑 ,反(fan)應器內(nei)產生(sheng)了大量(liang)的泡沫并不斷溢出 ,污(wu)泥(ni)沉降比由原(yuan)來的 30%升高到 98% ～99% ,污(wu)泥(ni)的沉降性能極差。SV I值呈上(shang)升趨勢(shi) ,最高達 300 mL /g,污(wu)泥(ni)膨脹(zhang)非(fei)常明顯。鏡檢發現 ,微生(sheng)物(wu)的種類和(he)數(shu)量(liang)呈減(jian)少趨勢(shi) ,污(wu)泥(ni)結構松散 ,顏色逐漸變(bian)深并有(you)很多菌(jun)(jun)絲伸出 ,絲狀菌(jun)(jun)長約 100～300μm,直徑約 0 . 7～1 . 3μm。

2　污泥膨脹對運行效果的影響

2.1　 對污染物去除效果的影響(xiang)

試(shi)驗表明 ,污泥(ni)膨脹對(dui) COD的去除(chu)效(xiao)果(guo)影響(xiang)(xiang)不大(da) ,發(fa)生污泥(ni)膨脹后(hou) MBR對(dui) COD的平均去除(chu)率(lv)仍高達 92 . 8% ,但生物(wu)去除(chu) COD的效(xiao)率(lv)有所降低。與 COD去除(chu)情況相似(si),污泥(ni)膨脹對(dui) MBR去除(chu) BOD的效(xiao)果(guo)影響(xiang)(xiang)較小 (對(dui) BOD的平均去除(chu)率(lv)為(wei) 95 . 9%)。

在 MBR中膜的(de)(de)截留作用(yong)對氨氮(dan)去(qu)(qu)除的(de)(de)貢獻非常小,故 NH3 - N基本靠(kao)微生物去(qu)(qu)除。由于發(fa)生污泥(ni)膨脹時的(de)(de)溶解(jie)氧只有 0 . 7 mg/L,使得硝化(hua)過程(cheng)受到較大影響,導致對 NH3 - N的(de)(de)去(qu)(qu)除效果很(hen)差 (見圖(tu) 1)。

2.2　 對膜污(wu)染的影響

發生污泥膨脹(zhang)后,膜對 COD的去(qu)除(chu)率從 13 . 2%增加(jia)到(dao) 27 . 8%,膜污染加(jia)重 ,膜通量急劇下(xia)降 ,膜阻力(li)上(shang)升(sheng)速(su)率提高了(le)(le)近 5倍 ,在達到(dao)同(tong)一壓降 ( 0 . 05MPa)的條件下(xia)工(gong)作周期(qi)縮短了(le)(le) 2 /3 (見圖 2)。

3　原因及控制措施

由表(biao) 1可知(zhi),后(hou)期(qi)進水(shui)(shui)(shui) COD值(zhi)為前(qian)期(qi)的(de) 3～4倍(bei),BOD5為前(qian)期(qi)的(de) 2～3倍(bei),NH3 - N更(geng)是(shi)高(gao)達 10～20倍(bei),由此(ci)導致(zhi)(zhi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)負(fu)荷(he)率(lv)由 0 . 14～0 . 18 kg BOD / (kg MLSS·d)上升到 0 . 48～0 . 67 kg BOD / (kg MLSS·d) ,而 BOD負(fu)荷(he)率(lv)為 0 . 5～1 . 5 kg BOD / ( kg MLSS·d)時(shi)(shi)極易發生(sheng)(sheng)(sheng)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)。因此(ci) ,第一次(ci)(ci)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)的(de)原(yuan)因是(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)負(fu)荷(he)率(lv)變(bian)化(hua)過(guo)快(kuai)和(he)(he)負(fu)荷(he)率(lv)過(guo)高(gao)。負(fu)荷(he)過(guo)高(gao)引(yin)起(qi)了(le)供(gong)氧(yang)相對不足 ,導致(zhi)(zhi)絲(si)狀菌(jun)大(da)量(liang)繁殖 (鏡檢(jian)顯示絲(si)狀菌(jun)為浮游球衣菌(jun) )。發生(sheng)(sheng)(sheng)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)后(hou) ,首(shou)先從(cong)改善(shan)進水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質著手減小污(wu)(wu)(wu)泥(ni)負(fu)荷(he)率(lv)并(bing)調(diao)(diao)節營養(yang)物質的(de)比例,然后(hou)進行悶曝 ,同時(shi)(shi)提(ti)高(gao)混合液中(zhong)的(de)溶解氧(yang)含量(liang)。但是(shi) ,在(zai)(zai)第一次(ci)(ci)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)即將被控制(zhi)住(zhu)時(shi)(shi) ,較低的(de) pH值(zhi)再次(ci)(ci)誘發了(le)絲(si)狀菌(jun)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長 ,出現了(le)第二次(ci)(ci)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)。經(jing)分(fen)析其原(yuan)因是(shi):原(yuan)水(shui)(shui)(shui)在(zai)(zai)高(gao)位水(shui)(shui)(shui)池停留(liu)時(shi)(shi)間過(guo)長導致(zhi)(zhi)發生(sheng)(sheng)(sheng)了(le)早(zao)期(qi)消(xiao)化(hua)反(fan)(fan)應 ,產生(sheng)(sheng)(sheng)了(le)大(da)量(liang)的(de)低分(fen)子(zi)有機酸和(he)(he)硫化(hua)氫。為此(ci) ,減少了(le)原(yuan)水(shui)(shui)(shui)在(zai)(zai)高(gao)位水(shui)(shui)(shui)池的(de)停留(liu)時(shi)(shi)間 ,并(bing)及時(shi)(shi)更(geng)換(huan)已經(jing)發生(sheng)(sheng)(sheng)消(xiao)化(hua)反(fan)(fan)應的(de)原(yuan)水(shui)(shui)(shui) ,同時(shi)(shi)向反(fan)(fan)應器(qi)中(zhong)投加(jia)堿(jian)調(diao)(diao)節 pH值(zhi) ,經(jing)過(guo)十幾天的(de)運(yun)行后(hou)終于控制(zhi)住(zhu)了(le)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)。

4　結論

①　當 MBR發生污泥(ni)膨脹時(shi) ,對(dui)有機物的(de)去(qu)(qu)除效(xiao)果無(wu)明顯影響 ,但(dan)會使 NH3 - N去(qu)(qu)除效(xiao)果大大下降 ,并(bing)導致(zhi)膜污染加劇 ,膜通(tong)量迅速降低。

②　 污(wu)泥(ni)負(fu)荷(he)(he)率(lv)變化過(guo)快及負(fu)荷(he)(he)率(lv)過(guo)高(gao)是(shi)導致污(wu)泥(ni)膨(peng)脹的(de)主(zhu)要原因。因此在(zai)設計 MBR時應采用合理的(de) BOD負(fu)荷(he)(he)率(lv) ,并控(kong)制好曝氣池的(de) DO和污(wu)泥(ni)濃(nong)度 ,避免由于污(wu)泥(ni)濃(nong)度過(guo)高(gao)而引起(qi)溶解氧(yang)不(bu)足。

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