摘要：用丸保田板(ban)式(shi)膜，設計了二段淹(yan)沒式(shi)膜生物反應器(qi)處理(li)城市生活污水。運行結果顯示.二段淹(yan)沒武膜生物反應器(qi)能夠(gou)增強高(gao)能級生物體蠕(ru)蟲生長與少(shao)產污泥(ni)(ni)的(de)目的(de)。在(zai)污泥(ni)(ni)負(fu)荷(he)為(wei)(wei)0.35-0.65g [COD]/(g[ss]·d)和容積負(fu)荷(he)為(wei)(wei)2—5 g[COD]/(L·d)的(de)條件(jian)下(xia)，反應器(qi)出水COD和NH3-N的(de)質量濃度分別為(wei)(wei)18.67mg/L和0.24mg/L，污泥(ni)(ni)產率為(wei)(wei) 0.1 kg[SS」/kg[COD]。

關鍵詞：城市污(wu)水 污(wu)水處理 膜生物(wu)反應器 污(wu)泥產率 中(zhong)水回用

淹沒(mei)式膜生(sheng)物反應(ying)器(qi)是(shi)膜生(sheng)物反應(ying)器(qi)的一(yi)種。此工(gong)藝的特點是(shi)直接將膜組件置于生(sheng)物反應(ying)器(qi)中，污(wu)(wu)水中的污(wu)(wu)染物轉化(hua)以及污(wu)(wu)泥的分離發生(sheng)在同(tong)一(yi)反應(ying)器(qi)中，具有結構(gou)緊湊，處(chu)理能耗低等(deng)特點。但由于其屬于好氧活性(xing)污(wu)(wu)泥工(gong)藝，也具有污(wu)(wu)泥產(chan)率高的缺點。為降(jiang)低污(wu)(wu)泥產(chan)量，已(yi)有學(xue)者在人工(gong)合(he)成污(wu)(wu)水和實驗(yan)室(shi)規模基礎(chu)上(shang)，采(cai)用二段(duan)式膜生(sheng)物反應(ying)器(qi)刺激原生(sheng)動物纖毛(mao)蟲(chong)和鞭毛(mao)蟲(chong)，以及后(hou)生(sheng)動物輪蟲(chong)和線蟲(chong)生(sheng)長，并指出這(zhe)些高能級原生(sheng)動物和后(hou)生(sheng)動物可降(jiang)低污(wu)(wu)泥產(chan)率20%-30%[1-3]。

活性污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中的后生(sheng)動物蠕蟲(chong)(chong)也可降低(di)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)產率[4-5]。此試驗(yan)采用重(zhong)力流平板(ban)膜(mo)設計了適合蠕蟲(chong)(chong)生(sheng)長的二段式膜(mo)生(sheng)物反應器，主要 研(yan)究 了此工(gong)藝(yi)的出(chu)水水質與(yu)水量，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)產率以及膜(mo)污(wu)(wu)染狀(zhuang)況。

1 試驗裝置與 方法

1.1 試驗裝置

蠕蟲屬于高等后生動(dong)物(wu)，主要以微生物(wu)為食，有時也以藻類(diatoms algae)和其(qi)他脊柱(zhu)動(dong)物(wu)為食，適(shi)合在好氧，水(shui)力擾動(dong)強度不(bu)大，有毒物(wu)質濃度低，食物(wu)充足的環境中生長[6-8]。根據(ju)蠕蟲的這些(xie)特(te)點，本試驗(yan)采用適(shi)合蠕蟲生存的二(er)段(duan)淹沒式(shi)膜生物(wu)反應器，如圖1所示。

本(ben)(ben)裝置特點：①將單一的(de)(de)反(fan)應區(qu)分成污(wu)染物(wu)轉(zhuan)化區(qu)和(he)(he)污(wu)泥(ni)(ni)降(jiang)(jiang)解(jie)區(qu)。污(wu)水首先進人污(wu)染物(wu)轉(zhuan)化區(qu)，在(zai)(zai)這(zhe)一段里(li)(li)，污(wu)水中(zhong)有毒(du)物(wu)質得到稀釋與轉(zhuan)化，對第二段污(wu)泥(ni)(ni)降(jiang)(jiang)解(jie)區(qu)中(zhong)蠕(ru)蟲(chong)起到緩(huan)沖與保護(hu)作用。②為(wei)(wei)避(bi)免水泵對蠕(ru)蟲(chong)的(de)(de)高強度(du)攪拌，選用攪拌強度(du)小的(de)(de)擠壓泵。③通(tong)過調節回(hui)流(liu)(liu)污(wu)泥(ni)(ni)量(liang)和(he)(he)出水量(liang)，控制污(wu)泥(ni)(ni)在(zai)(zai)轉(zhuan)化區(qu)和(he)(he)降(jiang)(jiang)解(jie)區(qu)的(de)(de)分配，使(shi)得蠕(ru)蟲(chong)集中(zhong)在(zai)(zai)污(wu)泥(ni)(ni)降(jiang)(jiang)解(jie)區(qu)里(li)(li)消(xiao)化污(wu)泥(ni)(ni)。污(wu)染物(wu)轉(zhuan)化區(qu)和(he)(he)污(wu)泥(ni)(ni)降(jiang)(jiang)解(jie)區(qu)的(de)(de)有效容積分別(bie)為(wei)(wei) 600 L和(he)(he) 400L。在(zai)(zai)污(wu)泥(ni)(ni)降(jiang)(jiang)解(jie)區(qu)內設置了10塊(kuai)總有效面積為(wei)(wei)8m2 的(de)(de)板式膜(mo)。處理(li)水和(he)(he)污(wu)泥(ni)(ni)在(zai)(zai)此進行有效地分離(li)。膜(mo)組件為(wei)(wei)日本(ben)(ben)九(jiu)保田生產(chan)的(de)(de)耐污(wu)染的(de)(de)重力流(liu)(liu)聚乙烯微濾膜(mo)，膜(mo)孔徑為(wei)(wei) 0.4 μm。主要設計與控制參(can)數見表1。

1.2 污水(shui)特(te)點

污水(shui)為荷蘭(lan)Apeldoom市的城市污水(shui)。污水(shui)經過0.Imm的篩網，然后進人原(yuan)水(shui)箱，最后進人膜(mo)生物反(fan)應器系統。試驗期間，進人膜(mo)生物反(fan)應器的原(yuan)水(shui)水(shui)質(zhi)見表2。

2 結(jie)果(guo)與討論

2.l 出水(shui)水(shui)質

運行(xing)時，進(jin)水(shui)泵由污染(ran)物轉化池內(nei)液位控制器(qi)(qi)控制，采用(yong)間斷進(jin)水(shui)，池內(nei)有溫(wen)(wen)度和溶解氧調節器(qi)(qi)，溫(wen)(wen)度控制在25 ± 2℃，溶解氧控制在1.8-2.8 mg/L之間。以 CODcr和 NH3-N評(ping)價污水(shui)處理效(xiao)(xiao)果，淹沒式(shi)膜生物反應器(qi)(qi)處理出水(shui)效(xiao)(xiao)果見表3。

我(wo)國回(hui)(hui)(hui)用水(shui)(shui)標準規定沖廁水(shui)(shui)和(he)(he)洗車(che)水(shui)(shui)的(de)化學需氧量(liang)(liang)均(jun)為(wei)(wei)(wei) 50 mg/L;沖廁水(shui)(shui)的(de)氨(an)氮為(wei)(wei)(wei) 20 mg/L;洗車(che)水(shui)(shui)的(de)氨(an)氮為(wei)(wei)(wei) 10 mg/L《生(sheng)活雜用水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)指標》CJ 25.l-89)。從表 3中(zhong)可見，二(er)段淹(yan)沒(mei)式膜生(sheng)物反應器出(chu)水(shui)(shui)的(de)化學需氧量(liang)(liang)和(he)(he)氨(an)氮都符(fu)合回(hui)(hui)(hui)用水(shui)(shui)的(de)要求。出(chu)水(shui)(shui)除(chu)略帶淡黃色外，濁度(du)均(jun)接近于零(ling)，完(wan)全可以作為(wei)(wei)(wei)中(zhong)水(shui)(shui)進(jin)行(xing)回(hui)(hui)(hui)用。化學需氧量(liang)(liang)和(he)(he)氨(an)氮量(liang)(liang)去除(chu)率均(jun)分別為(wei)(wei)(wei)97.31%和(he)(he)99.48%。出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)穩定，反應器運行(xing)狀態良好。

2.2 出(chu)水水量

圖1 所示工(gong)藝流程中的(de)(de)膜(mo)組(zu)件(jian)為(wei)板式膜(mo)，膜(mo)的(de)(de)穿透壓(ya)(ya)卻由組(zu)件(jian)上方(fang)的(de)(de)水(shui)頭(tou)(tou)壓(ya)(ya)提(ti)供。膜(mo)的(de)(de)最(zui)大耐壓(ya)(ya)能力(li)為(wei) 17 kPa，因此，其(qi)最(zui)高(gao)可利(li)用水(shui)頭(tou)(tou)為(wei)1.69 m。在本系統(tong)中，通過(guo)(guo)控(kong)制進出污(wu)泥降(jiang)解池的(de)(de)流量(liang)，進行(xing)出水(shui)流量(liang)控(kong)制。對于(yu)某(mou)一(yi)出水(shui)流量(liang)，必有(you)相應的(de)(de)水(shui)頭(tou)(tou)高(gao)度地(di)而且在運行(xing)過(guo)(guo)程中，△P值隨時(shi)間的(de)(de)增加有(you)所增大，增大的(de)(de)快慢速(su)度反映出膜(mo)污(wu)染狀況。如(ru)果(guo)膜(mo)受污(wu)染嚴重，則(ze)一(yi)迅速(su)地(di)提(ti)高(gao)。對于(yu)本系統(tong)采用的(de)(de)板式膜(mo)，其(qi)運行(xing)結果(guo)見表4。

從表4可見，△p上升(sheng)速度(du)很慢(man)，運行1個月后，水頭壓力(li)神才(cai)增高 343 Pa，表明(ming)此(ci)膜組件是(shi)(shi)一(yi)種耐污(wu)(wu)(wu)染(ran)的(de)微(wei)濾膜，同時(shi)也(ye)說明(ming)，此(ci)系(xi)統(tong)(tong)具有(you)較強抗污(wu)(wu)(wu)染(ran)能(neng)力(li)。主要原因(yin)膜污(wu)(wu)(wu)染(ran)是(shi)(shi)由溶解態和膠體態有(you)機(ji)物形(xing)成，在(zai)本系(xi)統(tong)(tong)中，這(zhe)些有(you)機(ji)物在(zai)污(wu)(wu)(wu)染(ran)物轉(zhuan)化(hua)區得(de)到(dao)了(le)降解，未降解的(de)此(ci)類有(you)機(ji)物也(ye)被污(wu)(wu)(wu)泥(ni)降解區高濃度(du)的(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)所(suo)吸(xi)附，使(shi)得(de)這(zhe)些有(you)機(ji)物極少有(you)機(ji)會接觸到(dao)膜介(jie)質，這(zhe)樣(yang)，就減輕了(le)膜污(wu)(wu)(wu)染(ran)。按(an)此(ci)污(wu)(wu)(wu)染(ran)速度(du)及膜的(de)最大耐壓能(neng)力(li)，此(ci)膜組件在(zai)無物理和化(hua)學(xue)清洗的(de)狀(zhuang)態下，其(qi)使(shi)用壽命為(wei)4a。

此(ci)系統產(chan)(chan)水(shui)(shui)量(liang)及(ji)流量(liang)與(yu)(yu)時間關(guan)系見圖2。在運行(xing)34 d內(nei)，出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)量(liang)穩定在100 L/h左右，共(gong)產(chan)(chan)水(shui)(shui)量(liang) 75.53 m3。根據此(ci)狀況(kuang)，此(ci)工(gong)藝可(ke) 應用 于生(sheng)活污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理與(yu)(yu)回用。

2.3 污泥產(chan)量

圖3 顯(xian)示了(le)重力(li)(li)淹(yan)沒式(shi)膜(mo)生物反(fan)應(ying)器蠕蟲數量與污(wu)泥(ni)產(chan)率的(de)關系。當蠕蟲數量為 1008條(tiao)/mL時(shi)，污(wu)泥(ni)產(chan)率為 0.32 kg[SS]/kg[COD」，隨(sui)著蠕蟲數量升(sheng)高至 2 66-3 88條(tiao)/mL時(shi)，污(wu)泥(ni)產(chan)率在0.1-O.15 kg[ss]/kg[COD]范圍內(nei)變(bian)化，并呈(cheng)下(xia)降(jiang)趨(qu)勢。值得一提(ti)的(de)是(shi)，此(ci)結果是(shi)在常(chang)規污(wu)泥(ni)負荷(he)(0.35-0.65 g[COD」/(g[SS]·d》和(he)高容積負荷(he)(2-5 g(COD)/(L·d)條(tiao)件下(xia)取得的(de)，表明(ming)反(fan)應(ying)器生物降(jiang)解有機物能力(li)(li)得到了(le)加強(qiang)，同時(shi)也(ye)充(chong)分表明(ming)了(le)蠕蟲消化有機污(wu)泥(ni)的(de)功能。

3 結論

將淹沒式膜生物(wu)反應器(qi)分成污(wu)(wu)染(ran)物(wu)轉化區和污(wu)(wu)泥(ni)降(jiang)解區可以刺激高能級后生動(dong)物(wu)生長(chang)，從而達(da)到少產(chan)污(wu)(wu)泥(ni)的(de)目(mu)的(de)。在低污(wu)(wu)泥(ni)產(chan)量情況下，膜生物(wu)反應器(qi)出水(shui)水(shui)質(zhi)良好(hao)，其(qi)水(shui)質(zhi)可達(da)到中水(shui)回用(yong)標準(zhun)。

試驗同時表明，二段淹(yan)沒式膜(mo)生(sheng)物(wu)反應器是一種(zhong)抗污泥性能好的(de)新工(gong)藝，污水(shui)中溶(rong)解態(tai)和膠體態(tai)有(you)機污染物(wu)在(zai)污染物(wu)轉化區得到降解，緩解了(le)對(dui)設置在(zai)污泥降解區膜(mo)組件(jian)污染。

以九保(bao)田板式(shi)膜為(wei)污泥分離裝置的二段淹沒式(shi)生物反應器出水穩(wen)定，該(gai)設備可以實際應用于污水處理與回用。

參(can)考 文(wen)獻 ：

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