中空膜生物床處理生活污水的中試研究

1、中空膜生物床處理生活污水的中試研究摘要：采用國(guó)產(chǎn)中空纖維膜研究了膜生物反響器BR處理生活污水。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：BR工藝出水懸浮物為零，細(xì)菌總數(shù)優(yōu)于飲用水標(biāo)準(zhǔn)，D和氨氮去除率高于95%，出水可以直接回用。對(duì)BR工藝進(jìn)展的經(jīng)濟(jì)分析說(shuō)明：與傳統(tǒng)的三級(jí)處理相比，BR工藝的基建費(fèi)用低，但運(yùn)行費(fèi)用較高(目前BR工藝的電耗為1.0kh/3)。關(guān)鍵詞：生活污水中空膜生物床出水水質(zhì)經(jīng)濟(jì)分析Pilt-SaleStudynTreatentfDestiasteaterithebraneBireatr(BR)PressKeyrds:destiasteater;BR;effluentquality;enianalysis膜

2、生物反響器是將膜別離技術(shù)和生物處理技術(shù)直接相結(jié)合，幾乎能將所有的微生物截留在生物反響器中，這使反響器中的生物污泥濃度極高，理論上污泥泥齡可以無(wú)限長(zhǎng)，使出水的有機(jī)污染物含量降到最低，極有效地去除氨氮，對(duì)難降解的工業(yè)廢水也非常有效。膜過(guò)濾作用使出水清澈透明，無(wú)懸浮物，可直接回用。尤其是將中空纖維膜直接吞沒(méi)在生物反響器水下而構(gòu)成的吞沒(méi)式中空膜生物床，能耗較低、體積較孝構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便。一體化的中空膜生物床可取代混凝、沉淀、過(guò)濾、吸附、消毒等多項(xiàng)處理工藝，同樣獲得高質(zhì)量出水水質(zhì)，因此它的研究更受重視。膜生物反響器的開(kāi)發(fā)除了涉及生物處理理論和膜過(guò)濾理論問(wèn)題外，真正能開(kāi)發(fā)成產(chǎn)品的關(guān)鍵是如何克制膜的污染和

3、堵塞，使膜能長(zhǎng)時(shí)間維持較大的通量，即在保持正常通量的情況下，盡量能延長(zhǎng)膜的壽命；同時(shí)要降低曝氣量，以減少工藝的電力消耗1。本研究擬檢驗(yàn)國(guó)產(chǎn)膜的可應(yīng)用性，同時(shí)省去傳統(tǒng)的出水抽吸泵2，采用位差驅(qū)動(dòng)出水，省去復(fù)雜的氣或水反沖洗設(shè)備，低水頭連續(xù)工作，盡量降低曝氣量和動(dòng)力消耗，以使開(kāi)發(fā)的設(shè)備盡快投入實(shí)際應(yīng)用。1試驗(yàn)方法和材料表1試驗(yàn)中采用的中空纖維膜組件膜材質(zhì)膜孔直徑)組件外表積2制造商聚偏氟乙烯PVDF0.222.0天津紡織工學(xué)院中空膜生物床處理生活污水試驗(yàn)在1998年6月至1998年11月期間共采集數(shù)據(jù)約150d。設(shè)計(jì)出水流量200L/h，采用間歇運(yùn)行方式，運(yùn)行期間無(wú)反洗，無(wú)人工及化學(xué)藥劑清洗。原水

4、采用人工配制模擬生活污水(見(jiàn)表2)。表2人工配水的組成g/L成分NH3KH2P4al2gl2uS4濃度30022.57.320.81.00.0022試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1中空纖維膜的透水特性為理解國(guó)產(chǎn)膜的透水特性，用清水研究了出水水位差與膜出水量間的關(guān)系。在清水試驗(yàn)中，出水水位差與膜通量間呈直線關(guān)系，直線的斜率稱為膜的比通量，即單位水位差、單位面積、單位時(shí)間的出水量。國(guó)產(chǎn)膜與國(guó)外膜的比通量比擬見(jiàn)表3。從表中可見(jiàn)，該膜比通量較大，但機(jī)械強(qiáng)度較低，易于折斷。表3不同來(lái)源膜組件的清水試驗(yàn)?zāi)?lái)源國(guó)產(chǎn)聚偏氟乙烯膜加拿大膜日本膜膜比通量L/h.2.27.2815.3612.792.2D的降解和反響器中的LS

5、S變化運(yùn)行期間進(jìn)水D的平均值為366.4g/L，最大值為780.9g/L，最小值為228.0g/L。出水D的平均值為13.1g/L，最大值為25.2g/L，最小值為4.4g/L，D的平均去除率為96.0%；沖擊負(fù)荷對(duì)出水D去除沒(méi)有影響，這說(shuō)明系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。從運(yùn)行結(jié)果看，國(guó)產(chǎn)膜別離性能良好，運(yùn)行過(guò)程中無(wú)剩余污泥排放，LSS變化如圖3所示。表4不同運(yùn)行時(shí)間的細(xì)菌分析結(jié)果運(yùn)行時(shí)間d251106出水細(xì)菌總數(shù)個(gè)/L)832.4出水濁度出水濁度的分布如表5所示。95%的出水濁度1.0NTU。試驗(yàn)中濁度1.0NTU的情況都與裝置調(diào)整有關(guān)：重新啟動(dòng)真空系統(tǒng)或調(diào)整浮球閥等。表5出水濁

6、度分布濁度范圍NTU0-11-22頻率%692623在正常負(fù)荷條件下，最大出水量非常緩慢地下降。從裝置開(kāi)場(chǎng)運(yùn)行到第83d，每天平均降低幅度約為0.6L/d；而當(dāng)沖擊負(fù)荷出現(xiàn)后，最大出水量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，大約2d之后，出現(xiàn)大幅度下降，每天平均降低幅度高達(dá)7L/d；當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷正常之后，最大出水量逐步上升。圖5中給出沖擊負(fù)荷出現(xiàn)之后反響器內(nèi)LSS的變化情況。3膜生物反響器的經(jīng)濟(jì)分析膜生物反響器技術(shù)具有出水水質(zhì)良好、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，是污水回用的適用技術(shù)。本研究對(duì)一個(gè)規(guī)模為8063/d居住區(qū)污水回用工程分別采用厭氧好氧絮凝沉淀過(guò)濾消毒工藝以下簡(jiǎn)稱工藝1和中空膜生物床工藝以下簡(jiǎn)稱工藝2進(jìn)展了初步設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)展了經(jīng)濟(jì)分析和比擬。經(jīng)濟(jì)分析和比擬按照有關(guān)手冊(cè)進(jìn)展5。就出水水質(zhì)而言，工藝2出水的濁度、SS、D和NH3-N優(yōu)于工藝1，但是出水中的N3-N會(huì)劣于工藝1。經(jīng)濟(jì)分析比擬的主要結(jié)論見(jiàn)表6。表6兩種污水處理工藝的經(jīng)濟(jì)比擬比擬工程工藝1工藝2主要構(gòu)筑物的基建投資萬(wàn)元110.6839.72主要設(shè)備、材料的基建投資萬(wàn)元76.607.30總基建投