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缺氧—好氧復(fù)合式MBR處理城鎮(zhèn)生活污水的研究

文檔作者：于曉雪楊云龍文檔來(lái)源：太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年02月27日
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硼嘲蟛l
缺氧一好氧復(fù)合式MBR處理城鎮(zhèn)
生活污水的研究
于曉雪楊云龍
(太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院山西太原030024)
擅要采用缺氧一好氧復(fù)合式MBR工藝處理城鎮(zhèn)生活污水。投加組合填料，結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)對(duì)COD、氨氕、烈、TP的去除
率分別為92％、93．18％、78．59％、74．68％。在進(jìn)水水質(zhì)正常的條件下，出水各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)
準(zhǔn)>(GB 18918—2002)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞缺氧一好氧復(fù)合式MBR組合填料生活污水
中圖分類號(hào)：X505 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—9064(2012)04—099—03
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步．人們對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的要求
越來(lái)越高．同時(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展所帶來(lái)的水資源日益短缺的現(xiàn)狀
也迫切要求開發(fā)合適的污水深度處理技術(shù)．以緩解水資源的
供需矛盾?。在城市化進(jìn)程不斷加快的今天。生活污水的資
源化利用和深度處理成為未來(lái)水處理的趨勢(shì)之一。因此，我
國(guó)環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃對(duì)城市生活污水處理的普及和污
水的深度處理提出了更高的要求。膜生物反應(yīng)器(MBR)是
一種膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的水處理技術(shù)．它以
膜組件取代二沉池，與傳統(tǒng)的生化水處理技術(shù)相比，膜組件
能將活性污泥完全截留在反應(yīng)器內(nèi)。大大提高了反應(yīng)速率．增
強(qiáng)了系統(tǒng)的耐沖擊負(fù)荷的能力，且污泥的產(chǎn)量也相應(yīng)減少f2j．
膜生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了SRT和HRT的分離．有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)
化控制和延長(zhǎng)水力停留時(shí)間。出水水質(zhì)穩(wěn)定．是中水回用的
重要技術(shù)手段．同時(shí)也是污泥減量化研究的熱點(diǎn)之一，本實(shí)
驗(yàn)以生活污水為處理對(duì)象．采用的是缺氧一好氧MBR工藝，
MBR為復(fù)合式．在其中投加填料，形成生物膜?？疾鞂?duì)COD、
氨氮、’rN以及。rP的去除效果。
l試驗(yàn)
1．1試驗(yàn)裝置
整個(gè)工藝主要由高位水箱、缺氧罐和復(fù)合式好氧MBR
3部分組成(見(jiàn)圖1)。
采用looL的魍料桶配水作為高位水箱．用流量計(jì)來(lái)控
制流量；塑料軟管連通缺氧池：缺氧池南圓形玻璃組成．有效
容積12L．?dāng)嚢杵鬟B續(xù)對(duì)缺氧池進(jìn)行攪拌；復(fù)合式好氧MBR
是由有機(jī)玻璃制成的1個(gè)統(tǒng)一的整體．分為生物反應(yīng)區(qū)和膜
組件區(qū)。整體為好氧區(qū)。在生物反應(yīng)區(qū)投加同定的填料．有效
容積33L．消化液采用蠕動(dòng)泵河流到缺氧池；膜組件【爰放置6
組膜組件，有效容積44L。生物反應(yīng)Ⅸ和膜組件Ⅸ下面連通．
起到導(dǎo)流的作用。膜組件采用聚丙烯中空纖維膜。膜孔徑小
于0．2恤m．嫫面積0．2m2，膜絲量500m；出水系統(tǒng)采_}}}不銹錒
作者簡(jiǎn)介：于曉雪(1986。)．女．太原理工大學(xué)硝士研究生。
2012．No．4
圈l缺一一好曩M(fèi)BR實(shí)驗(yàn)裝置
其中：l一迸水箱2一缺氧池3～生物反應(yīng)池4一膜組件池5一清水箱6一液
體流量計(jì)7一蠕動(dòng)泵8一壓力表9一自吸泵IO一放空管ll一曝氣閥門
12-氣泵
射流式自吸離心泵進(jìn)行抽吸．利用閥門來(lái)調(diào)節(jié)泵用以控制抽
水的流量。曝氣系統(tǒng)：采用電磁式空氣泵．最大排氣量85U
min．最大壓力O．04MPa。曝氣池底部通過(guò)2根PE管連接。在
PE管分支處分別安有2個(gè)閥門用以控制2個(gè)曝氣池各自曝
氣量的大小．膜片區(qū)蜜比前面區(qū)的曝氣量大。實(shí)驗(yàn)設(shè)置總水
力停留時(shí)間8h．同流比沒(méi)定為2，泥齡取20d。
1．2實(shí)驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)
實(shí)驗(yàn)朋水為太原市某污水處理廠的調(diào)節(jié)池污水．其水質(zhì)
覓表I。
裹l實(shí)驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)
1．3填料的選擇
組合填科的單元直徑120mm。片距60mm．安裝距離
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 。
圈2組合填科圈
1．4填料掛膜
120mm。如圖2所示，該填料采用特
殊的絲條工藝(將絲條穿插在耐腐、
高強(qiáng)度的中心繩上)制成了懸掛式
的立體彈性單體．呈現(xiàn)均勻的排列
狀態(tài)。在反應(yīng)器運(yùn)行的過(guò)程中可獲
的比表面積大和新陳代謝更新快．
對(duì)污水濃度的適應(yīng)性好。
實(shí)驗(yàn)室所用污水取自太原某污水廠配水井．污泥取自此
污水廠的二沉池，可以稀釋污水．使稀釋的污水直接進(jìn)入實(shí)
驗(yàn)裝置對(duì)污泥進(jìn)行培養(yǎng)。將4組填料置于生物反應(yīng)區(qū)內(nèi)。進(jìn)
行掛膜。首先進(jìn)行悶曝，悶曝3d，每天換1次水，悶曝結(jié)束
后，改成小流量進(jìn)水，使微生物能夠適應(yīng)環(huán)境變化。逐漸加大
進(jìn)水。當(dāng)出水水質(zhì)COD和氨氮的去除率基本穩(wěn)定在75％和
70％左右時(shí)，就標(biāo)志著掛膜成功。
1．5 常規(guī)水質(zhì)分析項(xiàng)目與方法
DO：電極法，JPB一607便攜式溶解氧測(cè)定儀：溫度：直讀
法，水銀溫度計(jì)；濁度：COD：重鉻酸鉀法；氨氮：納氏試劑比
色法，UV75lGD型紫外分光光度計(jì)：總磷：過(guò)硫酸鉀消解一鋁
銻抗分光光度法，UV751GD型紫外分光光度計(jì)。
2去除效果
2．1 COD的去除效果
缺氧一好氧MBR對(duì)COD的去除效果良好(見(jiàn)圖3)．進(jìn)
水COD平均為235．03m馬，L，出水COD平均為19．47mg，L，平
均去除率為92％。由于水質(zhì)的變化．每天進(jìn)水的COD變化很
大，初期COD的處理效果不穩(wěn)定。當(dāng)濃度較大時(shí)去除率也沒(méi)
有達(dá)到最大值，隨著裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，處理效果也比較明顯。
500
4∞
言300
B期
L)
100
0
：圈習(xí)∞ l+iIj水I
∞窆
∞攀
測(cè)定次數(shù)，次
圈3 COD去除效果
2．2氨氯的去除效果
缺氧一好氧MBR對(duì)氨氮的去除效果很好。進(jìn)水氨氮平
均為57．85mg，L，出水平均值為3．78叫兒，平均去除率高達(dá)
93．18％(見(jiàn)圖4)。這是因?yàn)镸BR對(duì)硝化菌的截留效果較好．
且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中較高的曝氣量和較高的污泥濃度為硝化過(guò)程
創(chuàng)造了良好的環(huán)境。出水NH廣N濃度可達(dá)到GBl8918—2002
中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
2．3 TN的去除效果
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中TN的進(jìn)水平均值為68．4m璣，出水平均值
為13．3m璣，平均去除率為78．59％。出水TN能達(dá)到一級(jí)A
標(biāo)準(zhǔn)要求(見(jiàn)圖5)。但是．由于膜組件需要維持一定的曝氣
強(qiáng)度．導(dǎo)致系統(tǒng)的D0濃度較高。好氧段DO平均濃度達(dá)到
2012．No．4，
120
100
毫∞
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20
0
120
100
：I∞
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芝
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20
0
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剛定次數(shù)，次
圖4氨氮去除效果
100
∞
∞窆
簪
40壁
q
20
測(cè)定次數(shù)，文
圖5 TN去除效果
∞棗
簪
柏攀
20
0
6．Om扎，限制了對(duì)TN的進(jìn)一步去除。在工程應(yīng)用中，可通過(guò)
增加水深的方法提高膜組件的裝填密度。從而降低曝氣量，
使對(duì)’州的去除率進(jìn)一步提高[3】。
2．4 TP的去除效果
進(jìn)水TP為1．3—2．4m扎，該階段對(duì)TP的平均去除率為
74．68％，出水平均為O．46m璣，可以達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)圖
6)。這不僅是因?yàn)槿毖跻缓醚醯拇蟓h(huán)境使1P的含量減少，同
時(shí)在復(fù)合式反應(yīng)器內(nèi)存在填料．雖然在反應(yīng)器內(nèi)是好氧環(huán)
境．但填料內(nèi)部同時(shí)存在厭氧微環(huán)境。使聚磷能夠?qū)α姿猁}
進(jìn)行吸收和釋放：另外在反應(yīng)器中存在的一些Ca2+、M礦等
也可以沉淀一些磷酸鹽。對(duì)TP處理效果很好?。
測(cè)定次數(shù)，次
圈6 TP的去除效果
仰5可
∞ f+Hj水I
40籃
3結(jié)論
通過(guò)用缺氧一好氧MBR工藝對(duì)生活污水進(jìn)行處理．可以
看出：COD、氨氮、rIN以及11P的平均去除率分別達(dá)到92％、
93．18％、78．59％以及74．68％，平均出水分別為19．47m囂／L、
3．78mg，L、13-3mg，L以及0．46mg，L，都能達(dá)到<城鎮(zhèn)污水處理 廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)="廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)">(GBl8918—2002)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)強(qiáng)化
脫氮除磷也有很好的效果。但是由于本實(shí)驗(yàn)進(jìn)水11P的含量
不是很大．所以’rP處理效果能夠達(dá)標(biāo)。如果’rP的含量很
(下轉(zhuǎn)第106頁(yè))
團(tuán)
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∞
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萬(wàn)方數(shù)據(jù)
I嘲蟛F
C80吸收s03的效果較好．能生成穩(wěn)定的CaS04。
(2)循環(huán)流化床鍋爐在加入石灰石后，循環(huán)流化床灰平
衡關(guān)系被打破。煙氣含塵濃度顯著增加(增加量為43．6％)，
對(duì)旋風(fēng)分離設(shè)備磨損加大．煙塵中Ca0含量加大。對(duì)后面的
電除塵運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生不利影響。
(3)摻燒石灰石后．鍋爐的熱效率降低約l％，添加石灰
石的人工成本和機(jī)械成本也較大。由于與鍋爐的運(yùn)行工況相
關(guān)聯(lián)。司爐工往往會(huì)根據(jù)鍋爐的燃燒情況來(lái)添加石灰石，而
不是根據(jù)燃煤的含硫量來(lái)添加石灰石，因此使得脫硫工作沒(méi)
有得到基本保證．
2簡(jiǎn)易濕法煙氣脫硫
2．1簡(jiǎn)易濕法煙氣脫硫工藝分析
簡(jiǎn)易濕法煙氣脫硫即爐外脫硫。采用簡(jiǎn)易濕法對(duì)除塵后
的煙氣實(shí)施脫琉可滿足環(huán)保要求。
從除塵器出來(lái)的煙氣經(jīng)脫硫塔進(jìn)口擋板門，進(jìn)入脫硫
塔，在脫硫塔內(nèi)經(jīng)過(guò)反應(yīng)、氣同分離及脫水除霧后外排。脫硫
塔體由麻石制成．耐磨防腐性能良好，使用壽命20年以上。
簡(jiǎn)易濕法煙氣脫硫系統(tǒng)為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。其在運(yùn)行中
不影響鍋爐、除塵器及其它系統(tǒng)的運(yùn)行；脫硫效率較高，可保
持在85％以上：由于脫硫塔體及技術(shù)上的不斷改進(jìn)，管路的
堵塞問(wèn)題、腐蝕問(wèn)題、風(fēng)機(jī)帶水問(wèn)題都已基本得到解決，整個(gè)
系統(tǒng)的維護(hù)工作很少。不需要配備專職人員。采用雙堿法的
脫硫運(yùn)行成本約為350元／tSO：。如果采用廢堿液脫硫，脫硫
的運(yùn)行成本會(huì)更低。
2．2簡(jiǎn)易濕法煙氣脫硫投資估算
以130L／h循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)易濕法煙氣脫硫?yàn)槔M(jìn)行
投資分析：總投資300萬(wàn)元，其中脫硫體230萬(wàn)元(包括脫硫
塔、內(nèi)部管件、噴霧裝置及平臺(tái)支架等)，循環(huán)水池70萬(wàn)元
(包括循環(huán)水池、泵、脫硫處理等)。
3 結(jié)語(yǔ)
循環(huán)流化床鍋爐采用爐內(nèi)脫硫的方法與采用簡(jiǎn)易濕法
煙氣脫硫在工程及設(shè)備上的投資基本相當(dāng)。采用爐內(nèi)脫硫法
運(yùn)行成本略高．脫硫成本在1000元／t以上，鍋爐的熱效率降
低約l％．對(duì)鍋爐旋風(fēng)分離設(shè)備的磨損較大，對(duì)鍋爐及除塵器
的運(yùn)行有較大影響．脫硫成為司爐操作的一項(xiàng)附加工作，受
鍋爐運(yùn)行工況影響，脫硫效果沒(méi)有保證。而采用簡(jiǎn)易濕法煙
氣脫硫工藝．運(yùn)行成本較低，雙堿法脫硫運(yùn)行成本約為350
元／t．且對(duì)鍋爐及除塵器的運(yùn)行沒(méi)有影響。綜合比較分析，循
環(huán)流化床鍋爐采用簡(jiǎn)易濕法煙氣脫硫工藝要優(yōu)于爐內(nèi)摻燒
石灰石脫硫工藝。
(上接第100頁(yè))
大。處理效果是否能這樣顯著，有待進(jìn)一步驗(yàn)證。2007，32(9)
參考文獻(xiàn)3 陸繼耒．程兵．等．加一MBR同步脫氕除磷技術(shù)研究．中國(guó)給水排
l王志強(qiáng)，武強(qiáng)，鄄祖光。等．地下水石油污染臻氣技術(shù)研究．環(huán)境科水，20lO，26(11)
擎，2007。28(4) 4遲軍，王寶貞，呂斯濠．一體化復(fù)合式膜生物反應(yīng)器除磷研究．水處
2方唆，揚(yáng)文．海洋石油污染研究現(xiàn)狀及防治．環(huán)境科學(xué)與管理， 理技術(shù)·2∞3·29(1)
(上接第104頁(yè))
徑、薄膜厚的色譜柱能夠提高分離能力，并減少分析時(shí)間【IlI。采量有機(jī)物的研究．色譜，2003，2I(1)
4 小結(jié)4陳慧，黃要紅，蔡捩云·微拄固相萃取一毛細(xì)管液相色譜在線聯(lián)用
多環(huán)芳烴(PAHs)是一種重要的致癌有機(jī)物．具有低水
技術(shù)·環(huán)境污染與防治，2004，26(I) 姚高辛醇2‘水分譬．專氅j高≥翟竺2彎分配菜數(shù)和較低5竺；囂：菱≯蓋三葛胖恥蚋蚪酬貅中的蒸汽壓。它可以通過(guò)大氣沉降、城市污水排放以及雨水沖6李≥。陳玲．鄙洪文．等：sPE一；D0l矗串聯(lián)HPLc法測(cè)定水樣中痕
刷作用進(jìn)入水體。對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康造成威脅。因此，對(duì)量多環(huán)芳烴．環(huán)境化學(xué)．20嘶．25(4)
水體中的多環(huán)芳烴的富集和分析方法的研究越來(lái)越引起人7陳懸．黃要虹，蔡蛟云．固相萃取一氣相色譜，質(zhì)譜法測(cè)定水中多環(huán)芳
們的重視。本文主要介紹了國(guó)內(nèi)的一些富集技術(shù)和檢測(cè)方烴．環(huán)境污染與防治。2004，26(1)
法．并展望水體中多環(huán)芳烴的檢測(cè)方法將朝著更加簡(jiǎn)潔和痕8羅世霞。束淮武，張笑一．固相微萃取一氣相色譜法聯(lián)用分析飲用水
量的方向發(fā)展。海水中的16種多環(huán)芳烴．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)．2008，27(1)
參考文獻(xiàn)的多環(huán)芳烴·分析化學(xué)，砌·3l(2)
l孫守?zé)?。司新王．環(huán)境中多環(huán)芳烴的研完進(jìn)展．煤礦現(xiàn)代化，20cr7(4)
10晦佳寧·蔡宗霹·末王先，等·歧波長(zhǎng)熒光法同時(shí)潮定米溶解態(tài)的
2石●．環(huán)境水樣中裹量多環(huán)芳烴的分析研完進(jìn)展．企業(yè)技術(shù)開發(fā)． 茚、秦和菲·分析化學(xué)，2懈，36(3)
2007，lO(10) “K詹汕w傭U·沃特世QUAl．11t0 M ICR0 GC對(duì)水中多環(huán)芳烴
3肖珂。王秀，蓐l，等．固相重萃取一氣相色譜，質(zhì)譜測(cè)定工王廢水中(PAHs)的快速G(礬蝴分析·環(huán)境化學(xué)，加嘔，27(2) </城鎮(zhèn)污水處理>

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