厭氧膜—EGSB反應器和微氧膜生物反應器處理生活污水的研究.pdf

1、本論文研究采用兩套膜生物反應器處理生活污水.在中低溫條件下(28℃-11℃),采用一體式厭氧膜—膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器處理生活污水,運行8個多月的試驗結果表明:反應器溫度高于25℃,水力停留時間(HRT)大于4.6 h時,膜出水COD濃度小于50 mg/L,TOC濃度小于22 mg/L,COD和TOC去除率分別為85-94％和80-91％.反應器溫度從20℃降至15℃,HRT為3.5-5.7 h時,生物反應器出水濃度波動較大,

2、COD和TOC濃度分別為40-172 mg/L和17-67 mg/L;膜出水濃度為10-96 mg COD/L和9.3-42 mg TOC/L.在較低的溫度11℃,HRT為5.7 h時,生物反應器出水COD和TOC的去除率為55-77％和57-75％;膜出水COD和TOC的平均去除率仍可達到81％和80％.反應器收集沼氣的容積產(chǎn)率在0.28-0.58 L L<'-1>d<'-1>,其中甲烷含量63-72％.膜分離對系統(tǒng)COD和TOC去除

3、率的貢獻隨溫度的降低而增加.COD質量平衡計算結果表明,進水COD中約有一半轉化為甲烷.反應器除了取樣之外沒有排泥,污泥齡為145天,污泥產(chǎn)率在0.058-0.097 g VSS/g去除的COD.顆粒污泥較低的SVI值(16.7-28.4 mL/g TSS)表明顆粒污泥良好的沉降性能.顆粒污泥的VSS與TSS之比為75-82％.掃描電鏡觀察結果表明顆粒污泥表面以絲狀菌為主.反應器內污泥的比產(chǎn)甲烷活性隨反應器運行時間的延長而增加,低溫并沒

4、有妨礙產(chǎn)甲烷菌的生長和富集.粒徑相對較小的顆粒污泥產(chǎn)甲烷活性較高.隨著反應器的運行,污泥顆粒的粒徑也有所增長.在描述膜滲透通量隨時間變化的動力學表達式中,速率常數(shù)K隨上流速度的增加而降低,表明高的上流速度可以減緩泥餅的形成,從而減緩通量的下降速率.K與上流速度u的關系可表示為K=-0.0089 u+0.1265.在溫度為20℃時,應用了兩個數(shù)學模型:Grau二階動力學模型和Monod動力學模型對系統(tǒng)進行研究.以間歇試驗培養(yǎng)的微氧顆粒污泥

5、接種膜生物反應器.微氧膜生物反應器運行半年多時間.盡管曝氣量很小,出水沒有任何異味.整個試驗過程中,在進水COD容積負荷為0.5-1.2 g L<'-1>d<'-1>,膜出水COD一直穩(wěn)定在較低的水平(8-35 mg/L),去除率在94％以上.氮通過發(fā)生同時硝化反硝化反應而去除.微生物學試驗證明微氧顆粒污泥中同時存在硝化菌和反硝化菌,可以發(fā)生同時硝化反硝化反應.以顆粒污泥和破碎后污泥進行的平行間歇試驗結果也表明顆粒污泥的COD和氮的去除

6、效率高.在進水氮容積負荷為26.3-67.6 mg N L<'-1>d<'-1>,系統(tǒng)氮的去除負荷為20-45 mgN L<'-1>d<'-1>.出水總氮濃度隨氨氮濃度的降低而降低,出水總氮大部分以氨氮形式出現(xiàn);而且,當增加進水氮負荷時,出水亞硝酸鹽氮含量一直維持在較低的水平,沒有出現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累.表明只要硝化反應完成,反硝化隨之就可進行,硝化反應是速率限制步驟.微氧顆粒污泥的強度和沉降性能低于厭氧顆粒污泥,其VSS/TSS比率為7