间歇曝气对膜生物反应器影响的试验研究

　　从实验结果可知,无论在生物段还是对于膜出水来说曝气30 min 间歇5 min 处理效果要好于曝气30 min 间歇10 min 的处理效果,说明短暂的间歇并不会降低NH3 N 的去除率。1 号反应器平均去除率达到92. 24 % ,而膜出水和上清液中氨氮的去除率相差不大,说明氨氮的去除主要在生物段。MBR 能有效地去除氨氮,主要利用膜将绝大部分生物截留在反应器内,反应器内维持较高的污泥质量浓度,有利于世代时间较长的微生物如硝化细菌的截留和生长,可以有效防止生长繁殖的世代周期长的硝化细菌的流失,为反应器中保有足够数量的硝化菌以完成生物硝化作用。在膜生物反应器中,随着污泥浓度的增长,生物池中形成了一些大的活性污泥絮体,溶解氧通过污泥絮体的表面进入絮体内部会形成一定的浓度梯度,在活性污泥絮体表面的供氧充分,进行硝化反应,在活性污泥絮体内部的缺氧环境中,反硝化菌进行反硝化。因此,膜生物反应器是一种比较理想的硝化反应器。

 

图4 　NH3 N质量浓度随时间变化曲线

 

图5 　膜压差随时间变化曲线

　　2. 3 　膜污染

　　在间歇时间不同的条件下,随着运行时间的延长,2 号反应器出水水质明显不如1 号反应器的出水水质。这可能是由于在曝气时间相同的条件下,间歇时间越长,膜污染速率也会大幅度提高,造成2 号反应器出水水质不如1 号反应器。由图5 可知,在前30 d 膜污染速率上升缓慢,1、2 号反应器膜压差均有一个从上升到下降的过程,但变化幅度小。到了最后10 d ,2 号反应器膜污染急剧上升,而1 号反应器膜污染上升比较平缓, 2 号反应器膜压差从0. 035 Pa 上升到0. 176 Pa ,而1 号反应器膜压差从0. 031 Pa 上升到0. 041 Pa。因而在曝气30 min 间歇5 min 的条件下,间歇曝气对膜污染速率提高不会造成太大的影响,而污染物的去除效果也不会降低。

　　3 　结论

　　(1) 间歇曝气膜生物反应器能有效地去除有机物,在曝气30 min 停5 min、曝气30 min 停10 min 的试验条件下COD的平均去除率分别可以达到94. 93 %。

　　(2) 在曝气30 min 停5 min 条件下对氨氮具有良好的去除效果, 氨氮的平均去除率为92 % , 出水氨氮质量浓度为0. 44 mg/ L。

　　(3) 曝气30 min 停5 min 的间歇曝气不会造成膜污染速率的加快。随着研究的不断深入,如果能够较好地解决膜污染问题,间歇曝气膜生物反应器将有广泛的应用前景。

　　参考文献

　　1 　韩剑宏. 中水回用技术及工程实例. 北京:化学工业出版社,2004.160～166

　　2 　许振良. 膜法水处理技术. 北京:化学工业出版社,2001. 225～230

　　3 　曾萍,吴志超,张鹏. 膜生物反应器处理高氨氮有机废水的研究.水处理技术,2004 ,30(4) :202～204

　　4 　冯旭东,王葳,董黎明,等. 高浓度氨氮废水处理技术. 北京工商大学学报,2004 ,22(2) :5～8

　　5 　顾平,罗虹,杨造燕,等. 中空膜生物床处理生活污水的中试研究.中国给水排水,2000 ,16(3) :5～8