IMBR法处理生活污水的试验研究

2003年1月沈阳建筑工程学院学报(自然科学版)ano 2003第19卷第i期Journal of Shenyang Arch. and Civ. Eng. Univ. ( Natural Science) !Vol.19、No.l文章编号:1671- 2021(2003)01 - 0050 -03IMBR法处理生活污水的试验研究王力,王长生”,傅金祥'.李 军',赵五华1(1.沈阳逮筑工程学院市政与环境工程系,辽宁沈阳10015; 2. 抚顺市城建局,辽宁抚顺113006)摘要:介绍了采用一体式国产中空纤维案偏氟乙烯膜生物反应器(IMBR)处理生活污水的试验研究方法,研究了WD的去除效果及其影响因素.试验结果表明:在冬季低温及冲击负荷条件下，反应器对0OD仍然具有很好的去除效果,去除率75%-90%.污泥质址浓度(MLSS)是系统运行效果的主要影响因素,为保证系统稳定的运行,污泥质址t浓度(MLSS)应不低于4000mg/L,但是,污泥质量浓度太高(> 13 000 m/L),可能会产生有机物及微生物代谢产物(SMP)的积累，从而影响反应器上清液水质.关键词: - -体式膜生物反应器( IMBR);低温污水;冲击负荷;COD中图分类号:X703文献标识码:A膜生物反应器是由污水生物处理技术与膜试验.反应器装置如图1所示.试验共进行了160分离技术结合而成的新型污水处理工艺.它采用.余天.膜分离取代传统的重力沉降过程,实现了高效的固液分离效果,不论固体颗粒的沉降性能如何,均进水箱空压见-可完成固液分离过程,并且可以避免因生物体流出水失而造成的系统失效.由于膜将绝大部分生物截留在反应器内,因此反应器内可维持较高的污泥.质量浓度,有利于世代时间较长的微生物如硝化细菌的截留和生长.膜生物反应器作为- -种新型组高效污水处理技术在国际上受到了广泛关注-31.特别是. 体式膜生物反应器，具有出水水质好,容积负荷高,占地面积小,剩余污泥产量低,操作管理方便等优点[4-7].图1一体式膜 生物反应器试验装置与T.艺流程图1试验装置与试验方法1.2试验用水与水质分析方法1.1试验装置本试验用水取自沈阳市排水处五爱排水泵-体式膜生物反应器用有机玻璃制成,直径站，所取水样具有代表性,属于典型的城市综合生16 cm,柱高200 cm,正常液面高120 cm,有效容积活污水.原水水质参数见表1.水质项目及分析方20L.膜组件为聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,法见表2.膜孔径0.2 pum,过滤面积1 m2膜组件置于生物反表1原水水质参数应器中,膜下用曝气头曝气,通过气体转子流量计沮度XDBOD p(NHy-H)S、pH监测曝气量.试验过程中通过流量计调整出水流/(C) /(mgL~') /(mgL) /(ng'L5) /(ng.L '量.同时,通过观察压差计的压力变化来反应污染.10.0-24.8 113~478 85.2-226.8 30~70 200-800 7~7.8情况.本试验采用两套相同的装置用来进行平行中国煤化工收稿日期:2002-08 - 29MHCNMH G基金项目:辽宁省自然科学基金资助项目(962126);沈阳市“+n科仅项日(IULIUSi- 5-vi作者简介:汪力(1977- ),男,硕士研究生.第I期汪力等:IMBR法处理生活污水的试验研究51表2水质项目分析方法500项仪器及装置.450COD重铬酸钾法HH.5化学耗氧测定仪400HpH i计pHS29A型酸度计; 350。300浊度蚀度仪WGZ1数字浊度仪首250x)溶解氧仪jPB 607便携式溶氧仪言200hrh.MLVSS、歌最法DGB/20- 002台式干燥箱MI.SS50t-山世1020304050607080902试验结果与讨论运行时间/d-+-进水-←出水2.1 低温启动阶段COD去除效果分析图3稳定运行 COD去除效果接种污泥取自沈阳北部污水处理厂:,用自制不稳定及操作误差引起出水水质下降,其余阶段培养液及生活污水培养驯化,3周后装入反应器的出水水质均低于50mg/L.运行.图2为1月14日开始低温启动到3月182.3污泥质量浓度 (MLSS)的影响日稳定运行阶段COD去除效果.平均水温11C.启动阶段，出水COD值较大,前26d平均值图4为在水力停留时间等于1 h的条件下,污54.4mg/I..这里因为低温下,微生物活性较差,启泥质量浓度对出水COD值的影响.当污泥质量浓动时间短,微生物需要适应过程.另外,凝胶层的度大于4000 mg/L时,出水COD较稳定，上清液形成与稳定也需要时间,凝胶层对有机物的截留COD值随污泥质量浓度增长而减小.但当污泥质起到决定性的作用[81,因此出水COD值偏大.2最浓度达到13000 mg/I时，上清液COD值突升,月20日至3月18日,平均水温12.5C.出水而出水COD则继续降低,说明有机物的积累，影COD平均值33. 14mg/1,明显好于启动阶段,这了微生物活性,最终导致上清液水质变坏但相关说明低温下膜.生物反应器对COD有很好的去除数据较少,还需要进-步试验验证.效果.该阶段进水水质波动较大,而且在运行的前15d,由于未安装平衡水箱,水量经常变化,但出水00pCOD值一直较稳定,表明系统有很强的抗冲击负50一荷能力.450p150f00 t50.00Fg 250污泥质量浓度/(g.L")宫200150一进水十进水→上清液图4污泥质母依度的影响50 o污泥质量浓度是影响COD去除效果的一个1020 30 4(50 60主要因索.污泥质量浓度对上.清液COD值影响比十进水- + 出水较显著,而对出水COD影响不大.原因是膜及凝图2低温启动阶段C0D去除效果胶层的截留作用,只能允许一定分子量的物质通2.2稳定运行 COD去除效果过,从而有效保证了出水水质,这说明.体 化膜生图3为3月25日至6月22日稳定阶段,系物反应器在条件变化时,能够获得稳定的出水水统对C0D的去除效果.质,这正是该工艺的优点.但是,污泥质量浓度太COD去除率始终高达75% ~ 90%，出水低时中国煤化工付和降解能力减COD平均值38.1 mg/L,符合国家建设部生活杂弱，|YHCNMH G增加，易在膜表用水间用水水质标准[8];试验初始阶段由于系统面沉积、收附向导致膜阻刀增加但是污泥质量浓沈阳建筑工程学院学报(自然科学版)第19卷度过高,易引起有机物及微生物代谢产物积累，可参考文献:能影响微生物的活性.并导致膜严重污染因此污[1]张颖，任南琪,陈志清.膜生物反应器在日本的应泥质斌浓度是膜生物反应器稳定运行的重要参用现状[J].中国给水排水, 2002.18(2):91-92.数,根据试验结果,污泥质量浓度不应低于[2]郑祥.魏源送,樊耀波.膜生物反应器在我国的研4 000 mg/1..究进展[J].给水排水, 2002, 28(2): 105 - 110. .[3]郑祥,樊耀波.膜~生物反应器水处理中的研究及应3结论用[J].环境污染治理技术与设备, 200, 1(5):12 -(1) -体式中空纤维膜-生物反应器工艺用于[4] 刘锐.脱生物反应器处理洗浴污水的中试研究处理生活污水,达到回用水水质在技术上是可行[J].中国给水排水, 2001.17(1):S5-8.的.试验衣明,无论进水水质如何变化,均能得到[5]顾平.中空膜生物床处理生活污水中的中试研究优质而稳定的膜过滤出水, COD< 50 mg/L,且无([J].中国给水排水，20016(3):5-8.色无味、无ss,并未检出大肠杆菌,完全符合国家[6] Tatsuki Ueda, Ken ji Hata, Yasuto Kikuoka and Os.amu Seino. Efects of aeration on suction pressure in a建没部颁布的《生活杂用水水质标准>[8].submerged membrane bioreactor[J]. Wat Res, 1997,(2)低温下系统仍能获得很好的COD去除效31(3):489 - 494.[7] Muler E B, Stouthamer A H, er al. Aerobic donesticwaste water treatment in a pilot plant with complete(3)COD平均去除率达80%以上,主要是在sludge retention by cross flow filtration[J]. Wat Res,生物反应器中去除的,膜分离截留了部分COD,1995, 29(4);1179 - 1189.对维持稳定的系统出水起决定性作用,膜-生物反[8] CJ25 1- 1989.生活杂用水水质标准[S].应器对COD有很强的抗冲击负荷能力.[9 ] Yasutoshi Shimizu, Yu ichi Okuno, Katsushi Uryu, et(4)污泥质量浓度对COD去除效果影响较tration membrane uset in membrane bioreactoe for大.随着污泥质量浓度的增长,系统出水COD去domestic wastewater treatment[J]. Wat Res, 1996,除效果较好且稳定;对上清液影响较明显，随眷污30( 10) :2385 - 2392.泥质坻浓度的增加，上清液COD值明显减小.为[10] 李亚蜂,马辉,玉晓华. 污泥好氧消化的动力学关系式相关问题[].沈阳建筑工程学院学报, 2002,保证系统稳定运行,污泥质量浓度应不低于18(2):132 - 124.4 000 mg/L.Study of Domestic Wastewater Treatment withIntegrated Membrane-Bioreactor( IMBR)WA.NG Li', WANG Chang sheng", FU Jin- riang'. LI Jun'(1. Municipal and Fnvironmental Facuty Eng. , Shenyang Arch. and Giv. Eng. Univ.，Shenyang. 110015, China; 2. FusbunUrban (Construction Bureau, Fushun, 1 13006, China)Abstract: Domestic wastewater treatmnent is studied by using integrated membrane-bioreactor ( MBR) made by indigenouspolyvinylidence fluoride (PVDF) hollow fiber membrane. This paper mainly discusses the COD removal and its influencing fac-tors. The result showed that the MBR system has a good efet on COD removing under the low temperature and fluctuatingxad. The mixed liquor suspended solid (MLSS) concentration is the mainly infuential factor in this system. The MISS con.centration should keep a level upon 4 g/L to guarantee the steady run of the systerm. But the organism and the soluble microbialprodlucts (SMP) may accurmulate if the MLSS concentration is too high (upon 13 g/L).Key Words: integrated membrane bioreactor (IMBR) ;low temperature wastewater; fluctuating load;COD中国煤化工MYHCNMHG