淹沒(mei)式(shi)膜生(sheng)物反應(ying)(ying)器是膜生(sheng)物反應(ying)(ying)器的(de)一種。此(ci)工藝的(de)特點是直(zhi)接將(jiang)膜組件置于生(sheng)物反應(ying)(ying)器中(zhong)，污(wu)(wu)水(shui)中(zhong)的(de)污(wu)(wu)染(ran)物轉(zhuan)化以(yi)及(ji)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)分離發生(sheng)在(zai)同一反應(ying)(ying)器中(zhong)，具有(you)結構緊湊，處理能耗(hao)低等特點。但由于其屬于好氧(yang)活(huo)性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)工藝，也具有(you)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)產率高的(de)缺點。為降低污(wu)(wu)泥(ni)(ni)產量，已有(you)學(xue)者在(zai)人工合成(cheng)污(wu)(wu)水(shui)和(he)實驗室規模基礎上，采用二段式(shi)膜生(sheng)物反應(ying)(ying)器刺激原(yuan)(yuan)生(sheng)動物纖毛蟲(chong)(chong)和(he)鞭毛蟲(chong)(chong)，以(yi)及(ji)后生(sheng)動物輪(lun)蟲(chong)(chong)和(he)線蟲(chong)(chong)生(sheng)長，并指出(chu)這些高能級原(yuan)(yuan)生(sheng)動物和(he)后生(sheng)動物可降低污(wu)(wu)泥(ni)(ni)產率20%-30%。

活性污泥(ni)中的后生(sheng)動物蠕蟲也(ye)可降低污泥(ni)產(chan)率。此試驗采用重力流平(ping)板膜(mo)(mo)設計了(le)適(shi)合(he)蠕蟲生(sheng)長的二(er)段(duan)式膜(mo)(mo)生(sheng)物反應器(qi)，主要 研究 了(le)此工藝(yi)的出水水質與水量，污泥(ni)產(chan)率以及膜(mo)(mo)污染狀(zhuang)況(kuang)。

1 試驗裝置與 方法

1.1 試驗裝置(zhi)

蠕(ru)蟲屬(shu)于高等后生(sheng)動(dong)物(wu)(wu)(wu)，主要以微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)為(wei)食，有(you)時(shi)也以藻類(diatoms algae)和其他脊柱(zhu)動(dong)物(wu)(wu)(wu)為(wei)食，適合(he)在好(hao)氧，水力擾動(dong)強度不(bu)大(da)，有(you)毒(du)物(wu)(wu)(wu)質濃(nong)度低，食物(wu)(wu)(wu)充足的(de)(de)環境中(zhong)生(sheng)長。根據蠕(ru)蟲的(de)(de)這些特點，本試驗(yan)采用適合(he)蠕(ru)蟲生(sheng)存的(de)(de)二(er)段(duan)淹沒式膜生(sheng)物(wu)(wu)(wu)反應器，如圖(tu)1所示。

本裝置(zhi)(zhi)特點：①將單(dan)一(yi)的(de)(de)反應區(qu)分成污(wu)染物(wu)轉(zhuan)(zhuan)化區(qu)和(he)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)區(qu)。污(wu)水(shui)首先進人(ren)污(wu)染物(wu)轉(zhuan)(zhuan)化區(qu)，在(zai)(zai)這一(yi)段里(li)，污(wu)水(shui)中(zhong)有(you)毒(du)物(wu)質得(de)到稀釋與轉(zhuan)(zhuan)化，對第二段污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)區(qu)中(zhong)蠕(ru)蟲(chong)起到緩沖與保護(hu)作用。②為(wei)避免水(shui)泵對蠕(ru)蟲(chong)的(de)(de)高強(qiang)度攪(jiao)拌(ban)(ban)，選用攪(jiao)拌(ban)(ban)強(qiang)度小(xiao)的(de)(de)擠壓泵。③通過調節回流污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)量和(he)出水(shui)量，控制污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)在(zai)(zai)轉(zhuan)(zhuan)化區(qu)和(he)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)區(qu)的(de)(de)分配，使得(de)蠕(ru)蟲(chong)集中(zhong)在(zai)(zai)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)區(qu)里(li)消化污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)。污(wu)染物(wu)轉(zhuan)(zhuan)化區(qu)和(he)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)區(qu)的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)容積(ji)分別為(wei) 600 L和(he) 400L。在(zai)(zai)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)區(qu)內設置(zhi)(zhi)了10塊總有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)面積(ji)為(wei)8m2 的(de)(de)板式(shi)膜。處理水(shui)和(he)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)在(zai)(zai)此(ci)進行有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)地分離。膜組件為(wei)日本九保田生產的(de)(de)耐污(wu)染的(de)(de)重力(li)流聚乙烯微濾膜，膜孔徑為(wei) 0.4 μm。主要設計(ji)與控制參數(shu)見表1。

1.2 污水特點

污(wu)水(shui)為荷蘭Apeldoom市(shi)的城市(shi)污(wu)水(shui)。污(wu)水(shui)經過(guo)0.Imm的篩(shai)網，然后(hou)進人原水(shui)箱，最(zui)后(hou)進人膜(mo)生(sheng)物(wu)反應器系統。試驗期間，進人膜(mo)生(sheng)物(wu)反應器的原水(shui)水(shui)質見(jian)表2。

2 結果與討論

2.l 出水(shui)水(shui)質

運(yun)行時，進水泵由污(wu)染(ran)物(wu)轉化池內(nei)液(ye)位(wei)控制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)控制(zhi)(zhi)(zhi)，采(cai)用間(jian)斷進水，池內(nei)有溫度(du)和(he)(he)溶(rong)解氧(yang)調節器(qi)，溫度(du)控制(zhi)(zhi)(zhi)在25 ± 2℃，溶(rong)解氧(yang)控制(zhi)(zhi)(zhi)在1.8-2.8 mg/L之間(jian)。以 CODcr和(he)(he) NH3-N評價污(wu)水處(chu)理效果，淹(yan)沒(mei)式膜生物(wu)反應(ying)器(qi)處(chu)理出(chu)水效果見表(biao)3。

我(wo)國回(hui)用水(shui)標準規定(ding)沖廁(ce)水(shui)和(he)洗車水(shui)的化(hua)(hua)學需氧量(liang)均(jun)(jun)為(wei) 50 mg/L;沖廁(ce)水(shui)的氨(an)氮(dan)(dan)為(wei) 20 mg/L;洗車水(shui)的氨(an)氮(dan)(dan)為(wei) 10 mg/L《生活雜用水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)指標》CJ 25.l-89)。從(cong)表 3中可見(jian)，二段淹(yan)沒式膜生物反(fan)應(ying)器出(chu)水(shui)的化(hua)(hua)學需氧量(liang)和(he)氨(an)氮(dan)(dan)都符合回(hui)用水(shui)的要求。出(chu)水(shui)除(chu)(chu)略(lve)帶淡黃色外(wai)，濁度(du)均(jun)(jun)接(jie)近于零(ling)，完(wan)全可以作為(wei)中水(shui)進(jin)行(xing)回(hui)用。化(hua)(hua)學需氧量(liang)和(he)氨(an)氮(dan)(dan)量(liang)去除(chu)(chu)率均(jun)(jun)分別為(wei)97.31%和(he)99.48%。出(chu)水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)穩定(ding)，反(fan)應(ying)器運行(xing)狀(zhuang)態良好。

2.2 出水水量

圖1 所(suo)(suo)示工藝流(liu)程(cheng)中的(de)(de)(de)膜組(zu)件為板式膜，膜的(de)(de)(de)穿透(tou)壓卻由組(zu)件上(shang)方的(de)(de)(de)水(shui)頭(tou)壓提(ti)供(gong)。膜的(de)(de)(de)最(zui)大耐壓能力為 17 kPa，因此，其最(zui)高可(ke)利用水(shui)頭(tou)為1.69 m。在本系統(tong)中，通過控制進(jin)出(chu)污泥降解池(chi)的(de)(de)(de)流(liu)量(liang)，進(jin)行(xing)(xing)出(chu)水(shui)流(liu)量(liang)控制。對(dui)于某一出(chu)水(shui)流(liu)量(liang)，必(bi)有相應的(de)(de)(de)水(shui)頭(tou)高度(du)地而且在運行(xing)(xing)過程(cheng)中，△P值隨(sui)時間的(de)(de)(de)增加(jia)有所(suo)(suo)增大，增大的(de)(de)(de)快慢速度(du)反映出(chu)膜污染狀況。如果膜受污染嚴(yan)重，則一迅速地提(ti)高。對(dui)于本系統(tong)采用的(de)(de)(de)板式膜，其運行(xing)(xing)結(jie)果見表4。

從表(biao)(biao)4可見(jian)，△p上升速度(du)很慢，運行(xing)1個月后，水頭壓力神(shen)才(cai)增高 343 Pa，表(biao)(biao)明(ming)此(ci)(ci)膜(mo)(mo)組(zu)件是(shi)一種耐污(wu)(wu)染(ran)的微濾膜(mo)(mo)，同時也說明(ming)，此(ci)(ci)系統具有(you)較強抗(kang)污(wu)(wu)染(ran)能(neng)力。主要原因膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)是(shi)由(you)溶(rong)解(jie)(jie)態(tai)和膠體態(tai)有(you)機(ji)物(wu)形成，在本系統中，這(zhe)(zhe)些有(you)機(ji)物(wu)在污(wu)(wu)染(ran)物(wu)轉化區得到了(le)降(jiang)解(jie)(jie)，未降(jiang)解(jie)(jie)的此(ci)(ci)類有(you)機(ji)物(wu)也被污(wu)(wu)泥降(jiang)解(jie)(jie)區高濃度(du)的污(wu)(wu)泥所吸附(fu)，使(shi)得這(zhe)(zhe)些有(you)機(ji)物(wu)極(ji)少(shao)有(you)機(ji)會接觸到膜(mo)(mo)介質，這(zhe)(zhe)樣，就減輕了(le)膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)。按此(ci)(ci)污(wu)(wu)染(ran)速度(du)及膜(mo)(mo)的最大(da)耐壓能(neng)力，此(ci)(ci)膜(mo)(mo)組(zu)件在無物(wu)理和化學清(qing)洗的狀態(tai)下，其使(shi)用壽命為4a。

此系統產水量及流量與時間關系見圖2。在運(yun)行34 d內(nei)，出水水量穩定(ding)在100 L/h左右，共產水量 75.53 m3。根據(ju)此狀況，此工藝可(ke) 應用 于生活污水處理與回用。

2.3 污(wu)泥(ni)產量

圖(tu)3 顯示了(le)重力淹沒式膜生(sheng)物反應器蠕(ru)蟲(chong)(chong)數量(liang)與污(wu)泥產(chan)率的(de)關(guan)系(xi)。當蠕(ru)蟲(chong)(chong)數量(liang)為1008條(tiao)/mL時(shi)，污(wu)泥產(chan)率為 0.32 kg[SS]/kg[COD」，隨(sui)著蠕(ru)蟲(chong)(chong)數量(liang)升高至(zhi)266-388條(tiao)/mL時(shi)，污(wu)泥產(chan)率在0.1-O.15kg[ss]/kg[COD]范圍(wei)內變化(hua)，并呈下降(jiang)趨勢。值得一提的(de)是(shi)，此結果是(shi)在常規污(wu)泥負荷(he)(0.35-0.65 g[COD」/(g[SS]·d》和(he)高容積負荷(he)(2-5g(COD)/(L·d)條(tiao)件下取得的(de)，表明反應器生(sheng)物降(jiang)解(jie)有(you)機物能力得到了(le)加強(qiang)，同時(shi)也充分表明了(le)蠕(ru)蟲(chong)(chong)消(xiao)化(hua)有(you)機污(wu)泥的(de)功能。

3 結論

將淹沒式膜生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器(qi)分成污染物(wu)(wu)轉化區(qu)和(he)污泥(ni)降解(jie)區(qu)可(ke)以刺激(ji)高能(neng)級后生(sheng)動物(wu)(wu)生(sheng)長，從而達到少產污泥(ni)的(de)目的(de)。在(zai)低污泥(ni)產量情況下，膜生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器(qi)出水(shui)水(shui)質良好(hao)，其水(shui)質可(ke)達到中水(shui)回用標準(zhun)。

試驗(yan)同時表明，二(er)段淹沒式膜生物反應器是一種抗污(wu)泥性能好的(de)新工(gong)藝，污(wu)水中溶解(jie)態(tai)和膠體態(tai)有(you)機(ji)污(wu)染物在污(wu)染物轉化區得(de)到降(jiang)解(jie)，緩解(jie)了對設置(zhi)在污(wu)泥降(jiang)解(jie)區膜組件污(wu)染。

以九(jiu)保田板式膜為污泥分離(li)裝置的二段淹沒式生(sheng)物反應(ying)器(qi)出水穩定，該設備可以實際應(ying)用(yong)(yong)于污水處理與回用(yong)(yong)。

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