气水交替膜生物反应器同步脱氮除碳效能研究

付艳菊 | -> | 1192| 1| 0.314098MB |气水交替膜生物反应器,淹没式膜生物反应器,同步脱氮除碳,膜污染

摘要: 通过长期运行实验, 对比研究了气水交替膜生物反应器( gas-water alternative membrane bioreactor, AMBR) 和传统淹没式膜生物反应器( submerged membrane bioreactor, SMBR) 对模拟生活污水的处理效果. 结果表明, 两反应器对COD 和NH+4 -N的去除效果较为类似, 去除率均高于96%; SMBR 对污染物的去除作用以混合液中的活性污泥为主, 而AMBR 混合液中的活性污泥量很少, 污染物的去除主要依靠附着于中空纤维膜表面微生物的作用. 但AMBR 比SMBR 具有明显的反硝化脱氮优势, AMBR 对TN的去除率为76194%, 远高于SMBR 的521 41%. 此外, 通过两反应器长期运行过膜阻力变化规律的研究发现, AMBR 比SMBR 具有更好的抗膜污染能力.

    近年来, 随着膜技术的发展, MBR 越来越广泛地应用于污水处理中. 传统的MBR 工艺为缓减膜污染, 常采用较大的曝气量, 以加强膜组件表面的水力冲刷. 这虽然能在一定程度上缓减膜污染, 同时使混合液具有较高的溶解氧, 有利于COD 和NH+4-N的去除, 但也导致了反应器中较难形成缺氧和厌氧区, 反硝化效果较差, TN 的去除不理想. 近年来, 一些学者根据传统的硝化-反硝化发生机制, 建立了多种类型的改进型MBR, 以提高脱氮效果. 根据硝化P反硝化反应发生的空间和时间分离方式, MBR 可分为空间分离的两级分置式APO 膜生物反应器[ 1,2] 和时间分离的一体式APO 膜生物反应器[ 3~ 6] . 但这些工艺在一定程度上存在着处理成本较高、工艺不完善、不能连续进出水等缺点[ 7] , 一些研究者开始研究同步硝化反硝化、短程硝化反硝化MBR 脱氮工艺[ 8, 9] .
    膜曝气生物反应器( membrane aerat ion bioreactor,MABR) 是将膜组件代替传统曝气头进行曝气的污水生物处理工艺. 膜曝气时, 气体通过膜孔以肉眼不可见的微小气泡迅速溶于水中,因而具有氧利用率高[ 10~ 12] 、不将挥发性物质随气泡带入空气中等优点[ 13] . 一些研究表明, 该工艺在有效去除COD、NH+4-N的同时, 还具有较好的脱氮功能[ 14~ 18] .
    本研究将传统MBR 出水水质好、占地面积小、运行稳定的优点和MABR 的氧利用率高、同步除碳脱氮的优点相结合, 提出了一种新型的气水交替式膜生物反应器( gas-water alternat ive membrane bioreactor, AMBR) , 采用两组膜组件, 当一组膜组件进行曝气时, 另一组膜组件进行出水, 运行一段时间后交替. 考察了上述气水交替式膜生物反应器工艺对模拟生活污水的处理效果, 并与常规MBR 进行了比较.

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