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摘 要：本文对影响膜生物反应器处理效果的因素进行研究,并对污染的膜采用了不同方法进行了清洗并测试了结果.
关 键 词：膜生物反应器结果分析膜清洗
中图分类号：TU992文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0157-02
膜生物反应器（MembraneBioreactor简称MBR）是一种膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术,与传统的生化处理相比,MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单[1].因此该技术自开始研究以来极受关注.
本文通过试验对一体式微孔膜生物反应器处理生活污水进行了研究.
1试验材料与方法
1.1试验流程
试验流程如图1所示.其中生物反应器容积为0.7m3,曝气量控制在4m3/h.膜材料为聚丙烯中空纤维微滤膜,膜面积为1.2m3.
1.2测定项目与方法
测定项目包括COD,MLSS,DO等,测定方法均采用《水和废水监测分析方法》的标准方法.
2结果与分析
2.1水力停留时间（HRT）对COD去除效果的影响
HRT对COD去除效果的影响见图2.
从图2中可以看出,当HRT在5～10h时,出水COD较高,当HRT大于10h之后,出水COD略有降低,随HRT的延长,出水COD降低的效果很慢.所以,对于膜生物反应器,HRT控制在10h较理想.
2.2容积负荷对COD去除效果的影响
容积负荷对COD去除效果的影响见图3.
从图3中可以看出,MBR中COD容积负荷变化较大,变化为0.1815～1.1606,但出水水质并无大的变化,这说明MBR系统具有较强的抗冲击负荷的能力.出水水质随Nv变化的情况,为随Nv的增高,相应的出水COD略有增加,但增加并不明显,这是由于MBR的容积负荷比普通活性污泥大.通过以上结果表明在处理相同污水时,MBR的体积要比常规污泥法体积小,可大大节约占地面积和投资.
2.3污泥负荷对COD去除效果的影响
污泥负荷对COD去除效果的影响见图4.
由于污泥浓度大,污泥负荷均较小.从图4中可以看出,随污泥负荷的变化,出水COD有一定的变化,但变化不明显,这更加证明了膜生物反应器有较强的抗冲击负荷的能力.
2.4污泥浓度（MLSS）对COD去除效果的影响
污泥浓度（MLSS）对COD去除效果的影响见图5.
此试验是在不排泥的情况下进行的,从图5可看出,在试验过程中,生物单元污泥浓度在较高的范围内（3.193～9.196g/L）波动,对出水COD影响不明显,MBR的出水COD值均较低且稳定.而对好氧生物单元上清液COD的同步监测结果表明,随MLSS的增大上清液COD出现增大现象.这是由于膜的截留作用弥补了MLSS变化造成的膜生物反应器处理性能的不足.而当MLSS超过9g/L时,出水COD突然增加,这是由于膜生物反应器中污泥浓度很大,此时溶解氧浓度小于1mg/L造成的.所以膜生物反应器运行时,MLSS应保持在9g/L以下.
2.5操作压力对COD去除效果的影响
操作压力对COD去除效果的影响见图6.
膜出水是靠负压抽吸的.从图6中看出,随抽吸压力的增大,出水COD并未增大,说明抽吸压力对出水COD无影响.这是由于膜孔径一定,膜所截留的分子量一定,所以抽吸压力对出水COD无影响.
3膜清洗
膜生物反应器在运行中存在膜污染问题,要对污染的膜进行清洗.
3.1膜污染原因分析
膜从试验装置取出后,发现膜纤维丝间有不少污泥存在,即在其表面形成了污泥层.同时对膜内表面的电镜照片看出,膜内表面形成了一层生物膜,堵塞了膜孔径和内表面孔洞.
3.2膜清洗方法及结果
根据膜的一般清洗方法及以前的研究成果,通过选择,最终确定膜清洗方案为：先用清水清洗膜表面淤积的污泥；然后用0.1%洗衣粉浸泡膜,用清水冲洗；接着用0.033%次氯酸钠浸泡膜,用清水冲洗；最后用0.1%硫酸浸泡,用清水冲洗.
每步清洗后都对膜通量进行测量,测量结果表明,膜通量为逐步增加的过程,并且增大很大.清洗之后,膜表面的污泥被清洗干净,这说明污泥层对膜通量具有一定的影响.故可以在MBR运行过程中采用空曝气的方法,以冲脱沉积在膜表面上污泥层,延缓膜污染的时间.通过电镜照片,膜未清洗时,膜内表面上有很厚一层生物层.膜清洗后,内表面虽然并未清洗彻底,但大部分微生物已清洗干净,还可清晰的看到膜孔径.剪下做电镜照片的一段膜直接放在清水中,两天后,膜内的物质全部消失.这是由于清水直接进入到膜内部,并且微生物没有食物来源,全部死亡.本试验中膜清洗只是采用了静态浸泡的方式,如果采用在线药洗,直接进入到膜内,效果会更加理想.
4结论
（1）膜生物反应器对COD有较好的去除率,出水平均值在50mg/L左右.
（2）水力停留时间、容积负荷、污泥负荷、污泥浓度和抽吸压力对处理效果的影响不明显.
（3）对于污染的膜,先用清水清洗膜表面淤积的污泥；然后用0.1%洗衣粉浸泡膜,用清水冲洗；接着用0.033%次氯酸钠浸泡膜,用清水冲洗；最后用0.1%硫酸浸泡,用清水冲洗.可使膜通量逐步恢复,膜孔内的生物层基本清洗干净.