曝氣對(duì)MBBR聯(lián)合管式膜處理生活污水的影響
膜生物反應(yīng)器(membranebioreactor,MBR)是將微生物和膜分離有機(jī)結(jié)合的一種污水處理技術(shù),具有容積負(fù)荷高、剩余污泥少、出水效果好等優(yōu)點(diǎn),所結(jié)合的膜組件類(lèi)型包括平板膜、管式膜、中空纖維膜等。管式膜MBR是將生物處理單元與管式膜結(jié)合的一種外置式MBR技術(shù),它具有通量大、耐污性強(qiáng)、易于維護(hù)等特點(diǎn),近些年被廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液、油田水處理等領(lǐng)域。但管式膜MBR為維持高通量和較強(qiáng)的耐污染性,一般膜面錯(cuò)流速度需維持在2.0~4.0m?s-1,運(yùn)行能耗較大,并且膜污染問(wèn)題仍然存在。目前,關(guān)于膜污染控制的研究較多,內(nèi)容涉及膜材料改性、膜組件和生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化、微生物和電化學(xué)調(diào)控膜分離等。通過(guò)向膜組件導(dǎo)入氣體,使膜表面形成氣液兩相流,可增強(qiáng)膜表面氣液擾動(dòng),抑制膜表面濃差極化和濾餅層形成,從而顯著提高膜的抗污染水平,減少維護(hù)頻次;并且有研究表明,氣體的導(dǎo)入可在較低膜面流速下使膜污染控制在較低水平,這有利于節(jié)省運(yùn)行能耗。但曝氣的引入也可能引發(fā)一些不利影響,如污泥粒徑變小、污泥破碎引發(fā)的胞外聚合物釋放等,進(jìn)而加重膜污染,這些問(wèn)題對(duì)膜長(zhǎng)周期運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。目前,在管式膜MBR體系下,采用生物曝氣尾氣導(dǎo)入管式膜組件用以減輕膜污染的研究較少,且此種方式下曝氣量對(duì)于生化系統(tǒng)影響及膜污染過(guò)程機(jī)制仍需進(jìn)一步開(kāi)展研究。
本研究將移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(movingbedbiofilmreactor,MBBR)與管式膜串聯(lián)構(gòu)建氣提式管式膜MBR處理生活污水,采用MBBR曝氣尾氣對(duì)管式膜組件進(jìn)行氣泡持續(xù)強(qiáng)化清洗,研究了氣提式管式膜MBR污染物去除效果,并對(duì)不同曝氣量下膜污染狀況、污泥特性及膜污染形成機(jī)制進(jìn)行了探討。本研究結(jié)果將為氣提式管式膜MBR膜污染控制提供數(shù)據(jù)支持。
1、材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)裝置
本研究所采用實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。污水由進(jìn)水泵泵入MBBR反應(yīng)柱,反應(yīng)柱內(nèi)裝填親水性懸浮填料,填料密度為0.98g?cm-3,比表面積為650m2?m-3,填料填充率為40%。MBBR曝氣通過(guò)曝氣頭由空壓機(jī)提供,進(jìn)水量和曝氣量分別通過(guò)液體流量計(jì)1和氣體流量計(jì)控制,MBBR出水和曝氣尾氣經(jīng)氣液分流裝置共同進(jìn)入膜組件促使管式膜腔內(nèi)形成氣液兩相流以減輕膜污染。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用相同尺寸和結(jié)構(gòu)的有機(jī)玻璃管代替膜組件用高速相機(jī)觀察不同曝氣量下膜組件內(nèi)氣液流態(tài)。管式膜組件采用恒通量運(yùn)行模式,抽吸泵與膜組件之間裝有負(fù)壓表P0,管式膜組件兩端裝有數(shù)顯壓力表P1和P2,P1和P2壓力平均值為膜組件內(nèi)部平均壓力P3,膜組件跨膜壓力ΔP=P3-P0;管式膜濃縮液進(jìn)入緩沖池,并通過(guò)循環(huán)泵將液體循環(huán)至MBBR,循環(huán)泵流量通過(guò)液體流量計(jì)2調(diào)節(jié)控制;MBBR頂部和管式膜組件設(shè)有取樣池,以定期對(duì)出水分析檢測(cè)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
本實(shí)驗(yàn)采用人工模擬海上鉆井平臺(tái)生活污水。其中,污水COD為546~812mg?L-1,氨氮為52~61mg?L-1,TP約為5~8mg?L-1。實(shí)驗(yàn)所采用MBBR反應(yīng)器高度1.5m,直徑200mm,反應(yīng)器有效容積約為40L,進(jìn)水流量控制在5L?h-1,水力停留時(shí)間約為8h。MBBR曝氣量通過(guò)氣體流量計(jì)調(diào)節(jié),以考察不同曝氣量下管式膜MBR體系下污染物降解與膜污染狀況。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)馴化培養(yǎng)完成MBBR掛膜,運(yùn)行穩(wěn)定后開(kāi)始實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)共持續(xù)2個(gè)月左右,分3個(gè)階段運(yùn)行:第1階段(0~20d)、第2階段(21~40d)和第3階段(41~60d),3個(gè)階段的曝氣量分別為50、100和150L?h-1。
本研究使用的管式膜組件來(lái)自天津工業(yè)大學(xué)膜技術(shù)中心,膜材質(zhì)為PVDF,孔徑為0.03μm,膜組件長(zhǎng)度約1m,膜組件由4根膜管通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂密封制成,單個(gè)膜管流道內(nèi)徑為8mm,總有效過(guò)濾面積約0.1m2。膜組件采用恒通量運(yùn)行,膜通量控制在50L?(m2?h)-1左右,液體流量計(jì)2控制在100L?h-1。當(dāng)跨膜壓力上升至55kPa左右時(shí),采用0.5%NaClO溶液對(duì)膜組件進(jìn)行化學(xué)清洗,清洗時(shí)間約1~2h,以保證膜通量恢復(fù)至初始水平。
1.3 分析方法及數(shù)據(jù)處理方法
本實(shí)驗(yàn)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)包括COD、NH4+-N、MLSS、VSS和濁度采用《水和廢水檢測(cè)分析方法》中的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)定,溶解氧(DO)采用哈希HQ30d測(cè)定,污泥粒徑采用馬爾文激光粒度測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定。
胞外聚合物(extracellularpolymericsubstances,EPS)主要成分包括多糖(polysaccharide,PS)和蛋白質(zhì)(protein,PN)。其中,溶解態(tài)EPS提取方法:取懸濁液10mL,在4℃,9000r?min-1件下,離心20min,所得上清液在4℃冰箱保存4h,然后分析測(cè)定其組分。結(jié)合態(tài)EPS提取采用甲醛-NaOH法:將上述離心后剩余固體污泥用去離子水稀釋至10mL,搖勻,加入37.5%HClO的溶液60μL,充分搖勻,在4℃下放置1h,取出,加入1mol?L-1NaOH溶液4mL,再次搖勻,在4℃下放置3h,取出,在4℃,13500r?min-1條件下,離心20min,所得上清液測(cè)定結(jié)合態(tài)EPS。EPS中PS采用苯酚―硫酸法,在485nm下比色測(cè)定;PN采用Lowry法,在750nm下比色測(cè)定。氣提式管式膜MBR混合液中EPS為溶解態(tài)和結(jié)合態(tài)之和,膜表面EPS通過(guò)高速物理沖洗方式將污染物清洗下來(lái),而后進(jìn)行分類(lèi)測(cè)定。
管式膜內(nèi)氣、液表觀流速通過(guò)公式(1)進(jìn)行計(jì)算。
式中:Qi為管式膜進(jìn)氣或進(jìn)液流量,m3?s-1;D為單個(gè)膜管流道內(nèi)徑,取0.008m。因小試試驗(yàn)氧的利用效率較低,管式膜內(nèi)進(jìn)氣流量按近似等于MBBR曝氣量處理。
本實(shí)驗(yàn)?zāi)の廴咀枇y(cè)定包括膜總過(guò)濾阻力Rt、膜本身過(guò)濾阻力Rm、濾餅阻力Rc及不可逆污染阻力Rf,他們之間的關(guān)系如式(2)所示。
式中:膜本身過(guò)濾阻力Rm采用新膜或膜化學(xué)清洗后過(guò)濾去離子水測(cè)定;膜總過(guò)濾阻力Rt采用膜污染后過(guò)濾去離子水測(cè)定;單次膜過(guò)濾周期后,采用海綿球配合高速水流刮擦膜表面,用于去除濾餅層污染,從而得出Rm+Rf;根據(jù)上述公式可分別計(jì)算出Rf和Rc。
2、結(jié)果與討論
2.1 不同曝氣量下出水水質(zhì)狀況
在氣提式管式膜MBR體系下,不同曝氣量下MBBR及膜出水狀況如表1所示。隨著曝氣量由50L?h-1增至150L?h-1,MBBR出水COD平均值由96.24mg?L-1降至41.54mg?L-1,膜出水COD平均值由63.73mg?L-1降至24.28mg?L-1。由圖2可以看出,MBBR生物填料上平均生物量由22.2g?m-2增至31.7g?m-2,混合液中懸浮態(tài)污泥質(zhì)量濃度由672mg?L-1降至150mg?L-1左右。這主要由于:曝氣量的增加促進(jìn)了MBBR反應(yīng)器內(nèi)污染物與生物膜表面的傳質(zhì)作用,提高了微生物活性和污染物降解能力;同時(shí),體系中較高的溶解氧濃度促使生物膜維持較高的生物活性,使微生物與填料結(jié)合更加牢固,而填料表面生物量的增加勢(shì)必提高污水處理效率。此外,由于膜對(duì)顆粒物及大分子污染物的截留作用,在相同曝氣量下膜出水水質(zhì)均好于MBBR出水。另外,在第1階段(0~20d),MBBR出水氨氮平均質(zhì)量濃度維持在16.82mg?L-1;而在第2、3階段,氨氮出水平均質(zhì)量濃度在1.84mg?L-1以下。這主要因硝化菌生長(zhǎng)周期較長(zhǎng),在第1階段有機(jī)污染物濃度較高,不利于硝化菌的生長(zhǎng);隨著第2、3階段曝氣量的增加和運(yùn)行周期的延長(zhǎng),污染物濃度進(jìn)一步降低,并在管式膜截留作用下,此時(shí)反應(yīng)器內(nèi)硝化菌已成為優(yōu)勢(shì)菌種。
值得注意的是,當(dāng)曝氣量增至150L?h-1時(shí)(第3階段),MBBR中懸浮污泥質(zhì)量濃度為131~519mg?L-1,波動(dòng)較大。一方面,可能由于過(guò)高的曝氣量容易使MBBR內(nèi)形成強(qiáng)烈氣液擾動(dòng),促使生物膜更新加快;另一方面,由于該階段MBBR出水COD平均質(zhì)量濃度在41.54mg?L-1左右(見(jiàn)表1),反應(yīng)器內(nèi)底物已消耗殆盡,MBBR內(nèi)填料上生物膜因底物不足無(wú)法維持結(jié)構(gòu)而脫落,最終導(dǎo)致此階段懸浮污泥濃度波動(dòng)較大。此外,由表1可看出,在氣提式管式膜MBR體系下,相同曝氣量下膜出水DO濃度高于MBBR上清液。這主要因?yàn)?/span>MBBR出水和曝氣尾氣在管式膜腔內(nèi)形成強(qiáng)烈的氣液擾動(dòng)和傳質(zhì)作用,提高了膜出水溶解氧水平和氧的利用率。不僅如此,管式膜內(nèi)強(qiáng)烈的氣液擾動(dòng)對(duì)膜污染也將產(chǎn)生較大影響。
2.2 曝氣量對(duì)膜過(guò)程影響
1)曝氣量對(duì)管式膜內(nèi)流態(tài)和膜污染周期影響。
一般情況下,管式膜內(nèi)氣含率不同,膜內(nèi)會(huì)形成不同流態(tài)的氣液兩相流,具體流態(tài)隨氣含率ε而變化。當(dāng)ε≤0.2時(shí),管式膜內(nèi)為氣泡流;當(dāng)0.2<ε<0.9時(shí),管式膜內(nèi)為活塞流,即此時(shí)氣泡橫向尺寸與單個(gè)膜管內(nèi)徑相同,流向上不存在混合現(xiàn)象;當(dāng)ε≥0.9時(shí),為環(huán)形流。其中,氣含率根據(jù)式(3)進(jìn)行計(jì)算。
式中:ε為氣含率;vg為管式膜內(nèi)氣體表觀流速,m?s-1;vl為管式膜內(nèi)液體表觀流速,m?s-1。
由圖3可看出,本實(shí)驗(yàn)3個(gè)階段管式膜內(nèi)氣含率ε分別為0.33、0.50和0.60,即管式膜腔內(nèi)均形成“活塞流”流態(tài),它使膜腔內(nèi)形成強(qiáng)烈的氣液擾動(dòng)并在膜表面形成較強(qiáng)的錯(cuò)流剪切作用,抑制膜表面濃差極化層和濾餅層形成,從而減緩膜污染。另外,隨著曝氣量增加,管式膜內(nèi)產(chǎn)生“活塞流”頻率增加,這主要因?yàn)?/span>“活塞流”氣泡大小取決于管式膜腔內(nèi)徑,因此,同一膜組件內(nèi)氣泡清洗頻率與進(jìn)氣流量之間關(guān)系如式(4)所示。
式中:Qg為管式膜內(nèi)進(jìn)氣流量,L?h-1;V為單個(gè)氣泡體積,mL;f為氣泡頻率,s-1。
由于管式膜內(nèi)徑不變,則單個(gè)活塞流氣泡體積基本變化不大,又因本實(shí)驗(yàn)中管式膜進(jìn)氣量與曝氣量基本相等,因此,隨著曝氣量的增加,產(chǎn)生活塞流氣泡頻率將呈線性增加,即膜表面氣泡清洗頻次增大。由圖4可看出,隨著曝氣量由50L?h-1增至150L?h-1,膜操作周期由6~7d延長(zhǎng)至17d左右,不同曝氣階段內(nèi)化學(xué)清洗頻次由3次降至1次。這主要由于氣泡頻率的增加,強(qiáng)化了膜表面清洗效果,減緩了膜污染速率,從而延長(zhǎng)了膜操作運(yùn)行時(shí)間。值得注意的是,在整個(gè)膜操作周期內(nèi),氣提式管式膜MBR膜面液體表觀流速維持在0.14m?s-1左右,顯著低于傳統(tǒng)管式膜錯(cuò)流速度2.0~4.0m?s-1,即通過(guò)向管式膜引入MBBR曝氣尾氣,可實(shí)現(xiàn)在較低膜面流速下控制膜污染。這有助于節(jié)約能耗,對(duì)工程化應(yīng)用具有重要意義。
2)曝氣量對(duì)臨界通量影響。
圖5為不同曝氣量下跨膜壓力增長(zhǎng)速率隨膜通量變化狀況。當(dāng)膜通量維持在50L?(m2?h)-1時(shí),曝氣量分別為50、100和150L?h-1時(shí),膜污染速率分別為1.54、0.45、0.21kPa?h-1,即隨著曝氣量的增加,跨膜壓力增長(zhǎng)速率顯著下降,膜污染速率得到有效抑制。不僅如此,根據(jù)臨界通量定義,當(dāng)膜操作通量低于臨界通量時(shí),跨膜壓力增速緩慢,膜污染速率處于較低水平;但當(dāng)膜操作通量大于臨界通量時(shí),跨膜壓力出現(xiàn)快速增長(zhǎng),膜污染速率會(huì)出現(xiàn)陡增現(xiàn)象。因此,當(dāng)曝氣量分別為50、100和150L?h-1時(shí),膜臨界通量分別為20~30、40~50和70~80L?(m2?h)-1,即隨著曝氣量的增加,膜操作臨界通量也出現(xiàn)增加。這可能由于曝氣量增加了膜表面氣液混合流速,增大了膜表面剪切作用,而膜面流速與臨界通量成正比關(guān)系。由于本實(shí)驗(yàn)采用恒通量運(yùn)行,膜通量維持在50L?(m2?h)-1左右,即通過(guò)將MBBR曝氣尾氣導(dǎo)入管式膜,使第1階段膜實(shí)際操作通量處于超臨界通量區(qū),第2階段和第3階段膜實(shí)際操作通量分別處于臨界通量區(qū)和次臨界通量區(qū)。因此,第1階段膜污染最為嚴(yán)重,第2階段次之,第3階段最輕。這與膜操作周期相符(圖4)。
2.3 曝氣量對(duì)污泥特性影響
1)曝氣量對(duì)懸浮污泥濃度及粒徑影響。
曝氣量直接影響氣提式管式膜MBR中溶解氧水平和水力狀況,進(jìn)而對(duì)懸浮污泥濃度和粒徑產(chǎn)生影響,而這些都將對(duì)膜污染產(chǎn)生影響。由圖2可看出,在整個(gè)操作階段,MBBR混合液中懸浮態(tài)污泥質(zhì)量濃度均小于700mg?L-1,并且隨著曝氣量增加,盡管反應(yīng)器內(nèi)氣液擾動(dòng)加劇,但混合液中懸浮態(tài)污泥濃度有減小趨勢(shì)。這主要由于曝氣量的增加提高了反應(yīng)器溶解氧水平,填料上生物膜活性較高,結(jié)合較為牢固,但強(qiáng)烈的氣液擾動(dòng)所產(chǎn)生的剪切力可能使污泥破碎,從而影響膜污染過(guò)程。
由圖6可看出,當(dāng)曝氣量為50、100和150L?h-1時(shí),MBBR反應(yīng)器中懸浮污泥平均粒徑分別為84.48、75.29和42.34μm,即隨著曝氣量的增加,懸浮污泥平均粒徑有減小趨勢(shì),特別是當(dāng)曝氣量增至150L?h-1時(shí),污泥粒徑明顯減小。一方面,MBBR反應(yīng)器內(nèi)和管式膜內(nèi)氣液擾動(dòng)所產(chǎn)生的剪切力促使懸浮態(tài)污泥破碎,導(dǎo)致粒徑變小;另一方面,隨著曝氣量的增加,出水中有機(jī)物濃度較低,微生物長(zhǎng)期處于內(nèi)源代謝期,所形成的微生物碎片促使懸浮顆粒粒徑變小,這容易使膜表面形成致密濾餅層或引發(fā)膜孔堵塞等,致使膜發(fā)生不可逆性污染。
2)曝氣量對(duì)混合液中EPS的影響。
在微生物生長(zhǎng)代謝過(guò)程中,細(xì)胞表面會(huì)吸附有機(jī)物并產(chǎn)生EPS,而EPS在膜污染過(guò)程中有重要作用。由圖7可看出,隨著曝氣量由50L?h-1增至150L?h-1,MBBR混合液EPS中PS質(zhì)量濃度由42~85mg?L-1降低至16~41mg?L-1,PN質(zhì)量濃度由10~25mg?L-1降至4~11mg?L-1,即兩者濃度均隨曝氣量增加呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。這與膜污染速率和運(yùn)行周期的變化趨勢(shì)相符(圖4和圖5),即膜污染與混合液中EPS有較大關(guān)系。一方面,懸浮物污泥濃度隨曝氣量減小,降低了混合液中結(jié)合態(tài)EPS濃度;另一方面,由于曝氣量會(huì)改變了反應(yīng)器內(nèi)污染物濃度和DO水平,MBBR體系中微生物活性和代謝方式也會(huì)因此發(fā)生顯著變化。有研究表明,相對(duì)穩(wěn)定的生物膜結(jié)構(gòu)所分泌EPS的量明顯減少。在第1、2階段,反應(yīng)器內(nèi)維持相對(duì)較高污染物濃度,DO維持在2.56~3.76mg?L-1,此階段微生物活性較高,代謝活性較強(qiáng),胞外聚合物分泌量較多;在第3階段,反應(yīng)器內(nèi)COD平均值維持在41.54mg?L-1,污染物濃度較低,此時(shí)MBBR反應(yīng)器內(nèi)DO達(dá)到4.65mg?L-1左右,微生物內(nèi)源代謝增強(qiáng),生物膜處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),微生物所分泌EPS相對(duì)較少,這有利于膜污染控制。值得注意的是,通過(guò)對(duì)EPS組成分析發(fā)現(xiàn),PN/PS隨著曝氣量的增大由0.24增至0.38左右(圖7),即EPS中PN分泌比例增加。LU等的研究表明,當(dāng)生物膜處于穩(wěn)定階段后,所分泌的EPS中PN和PS比率呈逐漸升高趨勢(shì)。
為進(jìn)一步探討MBBR體系中EPS對(duì)膜污染的影響,對(duì)不同曝氣量下MBBR混合液和膜表面EPS組分進(jìn)行了分析。如圖8所示,不同曝氣量下膜表面PN/PS均顯著高于混合液。這表明膜對(duì)蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)具有截留作用,致使其在膜表面發(fā)生累積現(xiàn)象,并且隨著曝氣量的增加,蛋白質(zhì)累積作用加強(qiáng)。此外,隨著曝氣量的增加,出水COD逐漸降低,微生物內(nèi)源呼吸作用加強(qiáng),導(dǎo)致部分微生物細(xì)胞裂解釋放蛋白質(zhì),而膜的截留作用勢(shì)必進(jìn)一步增加體系內(nèi)胞外聚合物中蛋白質(zhì)的比例。盡管如此,隨著曝氣量的增加,膜操作周期仍然大幅提高。這說(shuō)明將MBBR曝氣尾氣導(dǎo)入管式膜所產(chǎn)生的氣泡清洗作用對(duì)于膜污染控制至關(guān)重要,但膜表面強(qiáng)烈氣液擾動(dòng)也可能引發(fā)膜孔堵塞,進(jìn)而發(fā)生不可逆污染。
2.4 不同曝氣量下膜污染阻力分析
一般情況下,膜表面氣液湍流程度和傳質(zhì)情況對(duì)膜污染形成過(guò)程和機(jī)理均有較大影響,最終所形成的污染阻力構(gòu)成也不盡相同。為進(jìn)一步探討氣提式管式膜MBR下膜污染形成狀況,對(duì)不同曝氣量下每次運(yùn)行結(jié)束時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗前,即當(dāng)跨膜壓差增至55kPa左右時(shí)的膜污染阻力構(gòu)成進(jìn)行了分析。由圖9可以看出,當(dāng)曝氣量由50L?h-1增至150L?h-1時(shí),膜表面濾餅阻力由40.1%降到25.1%,不可逆污染阻力由54.6%增至69.6%,即在氣提式管式膜MBR體系下,膜表面污染阻力主要為不可逆污染。這與傳統(tǒng)膜過(guò)濾阻力構(gòu)成有較大區(qū)別。另外,由圖10可以看出,管式膜運(yùn)行結(jié)束經(jīng)物理清洗后,不同曝氣量下膜表面均出現(xiàn)不同程度的膜孔堵塞,且隨曝氣量增加堵塞更為嚴(yán)重。這與不可逆污染阻力增加相符。一方面,由于氣提式管式膜MBR下膜表面形成氣液兩相流,增大了膜表面錯(cuò)流剪切作用,促使濾餅脫落從而減輕了濾餅污染,但濾餅層的剝落增加了膜孔堵塞和吸附污染概率;另一方面,隨著曝氣量的增加和運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),MBBR體系內(nèi)污泥內(nèi)源代謝作用加強(qiáng),大分子蛋白質(zhì)和細(xì)胞碎片也增加了膜孔吸附和堵塞風(fēng)險(xiǎn),并且由于膜孔堵塞和吸附污染均為不可逆污染,因此,一旦膜通量下降,必須進(jìn)行化學(xué)清洗方可恢復(fù)膜通量。值得注意的是,在氣提式管式膜MBR體系下,由圖4和圖9可看出,每次化學(xué)清洗后,管式膜初始過(guò)濾跨膜壓差和膜自身過(guò)濾阻力并未增加,相同曝氣量下膜過(guò)濾操作周期重復(fù)性較好且隨曝氣量增加而延長(zhǎng)??傊ㄟ^(guò)將MBBR曝氣尾氣引入管式膜構(gòu)建氣提式管式膜MBR仍然可顯著提高膜污染操作周期,最大程度上延長(zhǎng)膜化學(xué)清洗周期,減少清洗頻率,因而在一定程度上節(jié)省了運(yùn)行能耗和藥劑成本。
3、結(jié)論
1)通過(guò)MBBR與管式膜構(gòu)建了氣提式管式膜MBR,膜出水水質(zhì)優(yōu)于MBBR,出水DO質(zhì)量濃度高于MBBR;膜組件內(nèi)呈“活塞流”流態(tài),氣泡清洗頻率隨曝氣量增加而增加,膜污染速率由1.54kPa?h-1降至0.21kPa?h-1,膜的臨界操作通量變大,膜操作周期由6~7d延長(zhǎng)至17d左右。
2)MBBR中懸浮污泥平均粒徑隨曝氣量增加由84.48μm降至42.34μm,混合液EPS中PN和PS均呈減小趨勢(shì),但PN/PS比例由0.24增至0.38,而膜表面PN/PS比例均在0.85以上,蛋白質(zhì)在膜表面發(fā)生了累積現(xiàn)象。
3)膜表面污染阻力以不可逆污染阻力為主,曝氣量的增加使膜表面濾餅阻力由40.1%降到25.1%,不可逆污染阻力由54.6%增至69.6%。(來(lái)源:中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司)