生物膜MBR反应器处理市政污水的试验研究论文
摘 要：采用生物膜MBR反应器处理市政污水的试验研究，依托辽阳污水处理厂进行市政污水的实验，针对生活污水，探索此运行方式的可行性，并考察不同污泥浓度条件下膜通量的维持情况。试验结果表明：整个系统出水稳定，水质良好,符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002中一级标准的A标准且具有较强的抗冲击负荷能力。
关键词：提标改造；生物膜MBR反应器；市政污水；
前言
辽阳市中心区污水处理厂2004年10月正式运行。污水处理厂设计规模为20万m3/d，采用前置厌氧段的普通曝气活性污泥法，出水执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放标准。污水经过二级处理后通过南排明渠排入下游的柳壕河。辽阳市决定对污水处理厂进行升级改造，以减少城市污水排放对南排明渠、柳壕河及太子河造成的污染,提出要求于2009年7月1日起，省内所有市级污水处理厂均执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002中一级标准的A标准。
本项目试验采用膜生物反应器（MBR）技术，依托辽阳市中心污水处理厂进行，通过本工程的实施和研究，较系统地总结并提出膜生物反应器处理技术处理辽阳城市污水的应用，满足不断提高的水质排放标准，为辽阳市中心厂污水处理乃至全国市政污水处理厂的升级改造和新建提供技术支持，从而为污水处理和生态环境的改善带来良好的社会和经济效益。
1 工艺进水水质及流程
1.1 水质
试验进水水质以辽阳污水厂近年来进水水质平均值,并参考相关规范要求确定。
进水水质
1.2 工艺流程
根据辽阳污水厂现有工艺流程，试验选用A2/O与MBR结合的工艺，工艺流程如下：
预处理后市政废水→厌氧区 → 缺氧区 → 好氧区 → 膜区 → 产水箱
1.3 工艺参数
1.3.1 A2/O系统设计参数
试验装置由多相组合膜生物反应器和移动式中央控制室组成，两个外形尺寸为6m*1.1m*2m（长×宽×高）的反应器，其内部分格，厌氧段尺寸为3.5m*1.1m*2m（长×宽×高），好氧一段尺寸为6m*1.1m*2m（长×宽×高），中间沉淀段尺寸为2m*1.1m*2m（长×宽×高）；好氧二段及膜分离段尺寸为6m*1.1m*2m（长×宽×高）。
其中：厌氧段容积：7.7m3；中沉池容积：4.4m3；好氧区容积：25m3；膜区容积：1.5m3。
1.3.2 MBR系统运行参数
膜材质：PVDF
膜孔径：0.1μm
通量：8-14 L/m2h
产水时间：8min
停止时间：1min
上层膜架、下层膜架各设一根均匀曝气管；下层膜架多设一根震荡吹扫曝气管。污泥回流比：1~3倍回流至曝气池
2 影响系统运行的指标分析
选取污水处理厂运行开始后半年为一个周期的运行数据进行分析,影响该系统正常运行的两个重要指标分别是污泥浓度(MLSS)与跨膜压差(TMP)。
2.1 MLSS的变化
好氧池与MBR池中MLSS的变化。我们可以看出,好氧池与膜池污泥浓度同步变化但始终低于膜池,在为期半年的运行周期中,污泥浓度的变化可分为四个阶段。第一阶段,匀速增长期,为了保证膜池中有较高的污泥浓度,通过控制排泥量使污泥浓度稳步增加,经过两个多月的稳定运行后,MLSS达到10 000 mg/L左右;第二阶段稳定期,当膜池的污泥浓度达到要求数值时,即进入相对稳定的一段时期;第三阶段,快速增长期,减小排泥量,使污泥浓度快速增长达到较高数值;第四阶段,衰退期,降低污泥浓度至一定数值。
2.2 TMP的变化
TMP是随着时间的`变化情况。运行初期,TMP在最初的1个多月增加较快,随着通量的不断提高,TMP因为膜的截留吸附作用也快速上升;此后,TMP稳定在40~50 kPa,这一阶段,通量会明显降低,原因是膜的综合污染,膜的堵塞是造成通量降低的主要因素。
3 组合工艺对污染物的去除效果分析
3.1COD的去除情况
装置COD去除曲线如下图（mg/L）：
由数据表及曲线图可以看出，试验期间，进水的COD在250～500mg/L之间，350mg/L左右居多，出水COD在40～50mg/L之间，40mg/L左右居多，COD的稳定去除率在87％左右。
3.2 膜性能考察
在试验期间膜的通量非常稳定，未见过膜压差上升，出水泵频率始终维持在22Hz以下，肉眼观测也未见膜表面有明显的污染情况。
4 结论
1)试验装置的在试验期间，系统运行平稳，出水水质良好——优于试验预期的目标水质；
2)试验中水解酸化彻底、硝化、反硝化过程进行完全，COD、氨氮、磷及色度等污染物的去除效果明显，具有较高的去除率；
3)生化系统启动较快，生物种群丰富；
4)试验所采用的工艺流程及运行参数非常适合辽阳污水处理厂的污水处理。
参考文献：
[1]杨琦,尚海涛,杨春,等.A/O—MBR工艺处理城市污水的研究中国给水排水,2006,22(7):101~104
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