生物膜MBR反應器處理市政污水的試驗研究
前言
遼陽市中心區污水處理廠2004年10月正式運行。污水處理廠設計規模為20萬m3/d，采用前置厭氧段的普通曝氣活性污泥法，出水執行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)二級排放標準。污水經過二級處理后通過南排明渠排入下游的柳壕河。遼陽市決定對污水處理廠進行升級改造，以減少城市污水排放對南排明渠、柳壕河及太子河造成的污染,提出要求于2009年7月1日起，省內所有市級污水處理廠均執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB 18918-2002中一級標準的A標準。
本項目試驗采用膜生物反應器(MBR)技術，依托遼陽市中心污水處理廠進行，通過本工程的實施和研究，較系統地總結并提出膜生物反應器處理技術處理遼陽城市污水的應用，滿足不斷提高的水質排放標準，為遼陽市中心廠污水處理乃至全國市政污水處理廠的升級改造和新建提供技術支持，從而為污水處理和生態環境的改善帶來良好的社會和經濟效益。
1 工藝進水水質及流程
1.1 水質
試驗進水水質以遼陽污水廠近年來進水水質平均值,并參考相關規范要求確定。
進水水質COD(mg/L)BOD(mg/L)TSS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)
500220240304
1.2 工藝流程
根據遼陽污水廠現有工藝流程，試驗選用A2/O與MBR結合的工藝，工藝流程如下：
預處理后市政廢水→厭氧區 → 缺氧區 → 好氧區 → 膜區 → 產水箱
1.3 工藝參數
1.3.1 A2/O系統設計參數
試驗裝置由多相組合膜生物反應器和移動式中央控制室組成，兩個外形尺寸為6m*1.1m*2m(長×寬×高)的反應器，其內部分格，厭氧段尺寸為3.5m*1.1m*2m(長×寬×高)，好氧一段尺寸為6m*1.1m*2m(長×寬×高)，中間沉淀段尺寸為2m*1.1m*2m(長×寬×高);好氧二段及膜分離段尺寸為6m*1.1m*2m(長×寬×高)。
其中：厭氧段容積：7.7m3;中沉池容積：4.4m3;好氧區容積：25m3;膜區容積：1.5m3。
1.3.2 MBR系統運行參數
膜材質：PVDF
膜孔徑：0.1μm
通量：8-14 L/m2h
產水時間：8min
停止時間：1min
上層膜架、下層膜架各設一根均勻曝氣管;下層膜架多設一根震蕩吹掃曝氣管。污泥回流比：1~3倍回流至曝氣池
2 影響系統運行的指標分析
選取污水處理廠運行開始后半年為一個周期的運行數據進行分析,影響該系統正常運行的兩個重要指標分別是污泥濃度(MLSS)與跨膜壓差(TMP)。
2.1 MLSS的變化
好氧池與MBR池中MLSS的變化。我們可以看出,好氧池與膜池污泥濃度同步變化但始終低于膜池,在為期半年的運行周期中,污泥濃度的變化可分為四個階段。第一階段,勻速增長期,為了保證膜池中有較高的污泥濃度,通過控制排泥量使污泥濃度穩步增加,經過兩個多月的穩定運行后,MLSS達到10 000 mg/L左右;第二階段穩定期,當膜池的污泥濃度達到要求數值時,即進入相對穩定的一段時期;第三階段,快速增長期,減小排泥量,使污泥濃度快速增長達到較高數值;第四階段,衰退期,降低污泥濃度至一定數值。
2.2 TMP的變化
TMP是隨著時間的變化情況。運行初期,TMP在最初的1個多月增加較快,隨著通量的不斷提高,TMP因為膜的截留吸附作用也快速上升;此后,TMP穩定在40~50 kPa,這一階段,通量會明顯降低,原因是膜的綜合污染,膜的堵塞是造成通量降低的主要因素。
3 組合工藝對污染物的去除效果分析
3.1COD的去除情況
裝置COD去除曲線如下圖(mg/L)：
由數據表及曲線圖可以看出，試驗期間，進水的COD在250～500mg/L之間，350mg/L左右居多，出水COD在40～50mg/L之間，40mg/L左右居多，COD的穩定去除率在87%左右。
3.2 膜性能考察
在試驗期間膜的通量非常穩定，未見過膜壓差上升，出水泵頻率始終維持在22Hz以下，肉眼觀測也未見膜表面有明顯的污染情況。
4 結論
1)試驗裝置的在試驗期間，系統運行平穩，出水水質良好——優于試驗預期的目標水質;
2)試驗中水解酸化徹底、硝化、反硝化過程進行完全，COD、氨氮、磷及色度等污染物的去除效果明顯，具有較高的去除率;
3)生化系統啟動較快，生物種群豐富;
4)試驗所采用的工藝流程及運行參數非常適合遼陽污水處理廠的污水處理。
參考文獻：
[1]楊琦,尚海濤,楊春,等.A/O—MBR工藝處理城市污水的研究中國給水排水,2006,22(7):101~104
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