IMBR法處理生活污水的試驗研究

2003年1月沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)ano 2003第19卷第i期Journal of Shenyang Arch. and Civ. Eng. Univ. ( Natural Science) !Vol.19、No.l文章編號:1671- 2021(2003)01 - 0050 -03IMBR法處理生活污水的試驗研究王力,王長(cháng)生”,傅金祥'.李 軍',趙五華1(1.沈陽(yáng)逮筑工程學(xué)院市政與環(huán)境工程系,遼寧沈陽(yáng)10015; 2. 撫順市城建局,遼寧撫順113006)摘要:介紹了采用一體式國產(chǎn)中空纖維案偏氟乙烯膜生物反應器(IMBR)處理生活污水的試驗研究方法,研究了WD的去除效果及其影響因素.試驗結果表明:在冬季低溫及沖擊負荷條件下，反應器對0OD仍然具有很好的去除效果,去除率75%-90%.污泥質(zhì)址濃度(MLSS)是系統運行效果的主要影響因素,為保證系統穩定的運行,污泥質(zhì)址t濃度(MLSS)應不低于4000mg/L,但是,污泥質(zhì)量濃度太高(> 13 000 m/L),可能會(huì )產(chǎn)生有機物及微生物代謝產(chǎn)物(SMP)的積累，從而影響反應器上清液水質(zhì).關(guān)鍵詞: - -體式膜生物反應器( IMBR);低溫污水;沖擊負荷;COD中圖分類(lèi)號:X703文獻標識碼:A膜生物反應器是由污水生物處理技術(shù)與膜試驗.反應器裝置如圖1所示.試驗共進(jìn)行了160分離技術(shù)結合而成的新型污水處理工藝.它采用.余天.膜分離取代傳統的重力沉降過(guò)程,實(shí)現了高效的固液分離效果,不論固體顆粒的沉降性能如何,均進(jìn)水箱空壓見(jiàn)-可完成固液分離過(guò)程,并且可以避免因生物體流出水失而造成的系統失效.由于膜將絕大部分生物截留在反應器內,因此反應器內可維持較高的污泥.質(zhì)量濃度,有利于世代時(shí)間較長(cháng)的微生物如硝化細菌的截留和生長(cháng).膜生物反應器作為- -種新型組高效污水處理技術(shù)在國際上受到了廣泛關(guān)注-31.特別是. 體式膜生物反應器，具有出水水質(zhì)好,容積負荷高,占地面積小,剩余污泥產(chǎn)量低,操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)[4-7].圖1一體式膜 生物反應器試驗裝置與T.藝流程圖1試驗裝置與試驗方法1.2試驗用水與水質(zhì)分析方法1.1試驗裝置本試驗用水取自沈陽(yáng)市排水處五愛(ài)排水泵-體式膜生物反應器用有機玻璃制成,直徑站，所取水樣具有代表性,屬于典型的城市綜合生16 cm,柱高200 cm,正常液面高120 cm,有效容積活污水.原水水質(zhì)參數見(jiàn)表1.水質(zhì)項目及分析方20L.膜組件為聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜,法見(jiàn)表2.膜孔徑0.2 pum,過(guò)濾面積1 m2膜組件置于生物反表1原水水質(zhì)參數應器中,膜下用曝氣頭曝氣,通過(guò)氣體轉子流量計沮度XDBOD p(NHy-H)S、pH監測曝氣量.試驗過(guò)程中通過(guò)流量計調整出水流/(C) /(mgL~') /(mgL) /(ng'L5) /(ng.L '量.同時(shí),通過(guò)觀(guān)察壓差計的壓力變化來(lái)反應污染.10.0-24.8 113~478 85.2-226.8 30~70 200-800 7~7.8情況.本試驗采用兩套相同的裝置用來(lái)進(jìn)行平行中國煤化工收稿日期:2002-08 - 29MHCNMH G基金項目:遼寧省自然科學(xué)基金資助項目(962126);沈陽(yáng)市“+n科僅項日(IULIUSi- 5-vi作者簡(jiǎn)介:汪力(1977- ),男,碩士研究生.第I期汪力等:IMBR法處理生活污水的試驗研究51表2水質(zhì)項目分析方法500項儀器及裝置.450COD重鉻酸鉀法HH.5化學(xué)耗氧測定儀400HpH i計pHS29A型酸度計; 350。300濁度蝕度儀WGZ1數字濁度儀首250x)溶解氧儀jPB 607便攜式溶氧儀言200hrh.MLVSS、歌最法DGB/20- 002臺式干燥箱MI.SS50t-山世1020304050607080902試驗結果與討論運行時(shí)間/d-+-進(jìn)水-←出水2.1 低溫啟動(dòng)階段COD去除效果分析圖3穩定運行 COD去除效果接種污泥取自沈陽(yáng)北部污水處理廠(chǎng):,用自制不穩定及操作誤差引起出水水質(zhì)下降,其余階段培養液及生活污水培養馴化,3周后裝入反應器的出水水質(zhì)均低于50mg/L.運行.圖2為1月14日開(kāi)始低溫啟動(dòng)到3月182.3污泥質(zhì)量濃度 (MLSS)的影響日穩定運行階段COD去除效果.平均水溫11C.啟動(dòng)階段，出水COD值較大,前26d平均值圖4為在水力停留時(shí)間等于1 h的條件下,污54.4mg/I..這里因為低溫下,微生物活性較差,啟泥質(zhì)量濃度對出水COD值的影響.當污泥質(zhì)量濃動(dòng)時(shí)間短,微生物需要適應過(guò)程.另外,凝膠層的度大于4000 mg/L時(shí),出水COD較穩定，上清液形成與穩定也需要時(shí)間,凝膠層對有機物的截留COD值隨污泥質(zhì)量濃度增長(cháng)而減小.但當污泥質(zhì)起到?jīng)Q定性的作用[81,因此出水COD值偏大.2最濃度達到13000 mg/I時(shí)，上清液COD值突升,月20日至3月18日,平均水溫12.5C.出水而出水COD則繼續降低,說(shuō)明有機物的積累，影COD平均值33. 14mg/1,明顯好于啟動(dòng)階段,這了微生物活性,最終導致上清液水質(zhì)變壞但相關(guān)說(shuō)明低溫下膜.生物反應器對COD有很好的去除數據較少,還需要進(jìn)-步試驗驗證.效果.該階段進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大,而且在運行的前15d,由于未安裝平衡水箱,水量經(jīng)常變化,但出水00pCOD值一直較穩定,表明系統有很強的抗沖擊負50一荷能力.450p150f00 t50.00Fg 250污泥質(zhì)量濃度/(g.L")宮200150一進(jìn)水十進(jìn)水→上清液圖4污泥質(zhì)母依度的影響50 o污泥質(zhì)量濃度是影響COD去除效果的一個(gè)1020 30 4(50 60主要因索.污泥質(zhì)量濃度對上.清液COD值影響比十進(jìn)水- + 出水較顯著(zhù),而對出水COD影響不大.原因是膜及凝圖2低溫啟動(dòng)階段C0D去除效果膠層的截留作用,只能允許一定分子量的物質(zhì)通2.2穩定運行 COD去除效果過(guò),從而有效保證了出水水質(zhì),這說(shuō)明.體 化膜生圖3為3月25日至6月22日穩定階段,系物反應器在條件變化時(shí),能夠獲得穩定的出水水統對C0D的去除效果.質(zhì),這正是該工藝的優(yōu)點(diǎn).但是,污泥質(zhì)量濃度太COD去除率始終高達75% ~ 90%，出水低時(shí)中國煤化工付和降解能力減COD平均值38.1 mg/L,符合國家建設部生活雜弱，|YHCNMH G增加，易在膜表用水間用水水質(zhì)標準[8];試驗初始階段由于系統面沉積、收附向導致膜阻刀增加但是污泥質(zhì)量濃沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)第19卷度過(guò)高,易引起有機物及微生物代謝產(chǎn)物積累，可參考文獻:能影響微生物的活性.并導致膜嚴重污染因此污[1]張穎，任南琪,陳志清.膜生物反應器在日本的應泥質(zhì)斌濃度是膜生物反應器穩定運行的重要參用現狀[J].中國給水排水, 2002.18(2):91-92.數,根據試驗結果,污泥質(zhì)量濃度不應低于[2]鄭祥.魏源送,樊耀波.膜生物反應器在我國的研4 000 mg/1..究進(jìn)展[J].給水排水, 2002, 28(2): 105 - 110. .[3]鄭祥,樊耀波.膜~生物反應器水處理中的研究及應3結論用[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設備, 200, 1(5):12 -(1) -體式中空纖維膜-生物反應器工藝用于[4] 劉銳.脫生物反應器處理洗浴污水的中試研究處理生活污水,達到回用水水質(zhì)在技術(shù)上是可行[J].中國給水排水, 2001.17(1):S5-8.的.試驗衣明,無(wú)論進(jìn)水水質(zhì)如何變化,均能得到[5]顧平.中空膜生物床處理生活污水中的中試研究?jì)?yōu)質(zhì)而穩定的膜過(guò)濾出水, COD< 50 mg/L,且無(wú)([J].中國給水排水，20016(3):5-8.色無(wú)味、無(wú)ss,并未檢出大腸桿菌,完全符合國家[6] Tatsuki Ueda, Ken ji Hata, Yasuto Kikuoka and Os.amu Seino. Efects of aeration on suction pressure in a建沒(méi)部頒布的《生活雜用水水質(zhì)標準>[8].submerged membrane bioreactor[J]. Wat Res, 1997,(2)低溫下系統仍能獲得很好的COD去除效31(3):489 - 494.[7] Muler E B, Stouthamer A H, er al. Aerobic donesticwaste water treatment in a pilot plant with complete(3)COD平均去除率達80%以上,主要是在sludge retention by cross flow filtration[J]. Wat Res,生物反應器中去除的,膜分離截留了部分COD,1995, 29(4);1179 - 1189.對維持穩定的系統出水起決定性作用,膜-生物反[8] CJ25 1- 1989.生活雜用水水質(zhì)標準[S].應器對COD有很強的抗沖擊負荷能力.[9 ] Yasutoshi Shimizu, Yu ichi Okuno, Katsushi Uryu, et(4)污泥質(zhì)量濃度對COD去除效果影響較tration membrane uset in membrane bioreactoe for大.隨著(zhù)污泥質(zhì)量濃度的增長(cháng),系統出水COD去domestic wastewater treatment[J]. Wat Res, 1996,除效果較好且穩定;對上清液影響較明顯，隨眷污30( 10) :2385 - 2392.泥質(zhì)坻濃度的增加，上清液COD值明顯減小.為[10] 李亞蜂,馬輝,玉曉華. 污泥好氧消化的動(dòng)力學(xué)關(guān)系式相關(guān)問(wèn)題[].沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報, 2002,保證系統穩定運行,污泥質(zhì)量濃度應不低于18(2):132 - 124.4 000 mg/L.Study of Domestic Wastewater Treatment withIntegrated Membrane-Bioreactor( IMBR)WA.NG Li', WANG Chang sheng", FU Jin- riang'. LI Jun'(1. Municipal and Fnvironmental Facuty Eng. , Shenyang Arch. and Giv. Eng. Univ.，Shenyang. 110015, China; 2. FusbunUrban (Construction Bureau, Fushun, 1 13006, China)Abstract: Domestic wastewater treatmnent is studied by using integrated membrane-bioreactor ( MBR) made by indigenouspolyvinylidence fluoride (PVDF) hollow fiber membrane. This paper mainly discusses the COD removal and its influencing fac-tors. The result showed that the MBR system has a good efet on COD removing under the low temperature and fluctuatingxad. The mixed liquor suspended solid (MLSS) concentration is the mainly infuential factor in this system. The MISS con.centration should keep a level upon 4 g/L to guarantee the steady run of the systerm. But the organism and the soluble microbialprodlucts (SMP) may accurmulate if the MLSS concentration is too high (upon 13 g/L).Key Words: integrated membrane bioreactor (IMBR) ;low temperature wastewater; fluctuating load;COD中國煤化工MYHCNMHG