浸沒式膜生物反應(yīng)器中生物質(zhì)的增殖及其對運行效能、扭矩流變特性的影響研究.pdf

1、浸沒式膜生物反應(yīng)器(sMBR)是一種將高效膜分離技術(shù)與活性污泥生物處理單元相結(jié)合的水處理工藝。由于膜的截留作用，無需二沉池進(jìn)行固液分離，生物質(zhì)全部在反應(yīng)器中停留并可達(dá)到較高的濃度，因而該工藝具有占地面積小，出水質(zhì)量高，固液分離較徹底等優(yōu)點。在運行過程中膜組件容易受到污染，造成膜通量下降，導(dǎo)致膜的性能下降和運營成本的增加，阻礙了其在實際中的廣泛應(yīng)用。研究表明:反應(yīng)器內(nèi)的生物質(zhì)濃度是sMBR運行的重要影響參數(shù)之一，它不僅影響污染物的去除效果

2、，還影響sMBR內(nèi)的粘度、胞外聚合物(EPS)含量等污泥特性，因此，高生物質(zhì)濃度是sMBR實現(xiàn)污水高效凈化的必要保證，但同樣也是加重膜組件污染及阻礙快速傳質(zhì)（如供氧、營養(yǎng)物質(zhì)的傳遞、代謝產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移）的關(guān)鍵因素，從而影響到系統(tǒng)的整體運行效能。
　　 基于生物質(zhì)濃度在sMBR運行過程中造成的相互矛盾的效應(yīng)，本試驗采用可編程邏輯控制器(PLC)自控系統(tǒng)對sMBR進(jìn)行全自動監(jiān)控運行，在不排泥條件下，探討sMBR中的生物質(zhì)增殖規(guī)律，并考察

3、生物質(zhì)增殖過程對sMBR運行效能的影響，以期為優(yōu)化工藝運行條件及合理設(shè)計反應(yīng)器提供基本的依據(jù)。
　　 試驗中采用了可編程邏輯控制器(PLC)對sMBR實現(xiàn)過程控制，在不排泥的情況下運行20-40天，生物質(zhì)濃度達(dá)到9670mg/L，出水的各項指標(biāo)達(dá)到最佳，但隨著生物質(zhì)的繼續(xù)增殖，污泥表觀粘度急劇增加，引起F/M的降低和傳質(zhì)困難，最終導(dǎo)致污泥活性降低及出水效果惡化。試驗還發(fā)現(xiàn):表觀粘度與MLSS、EPS的增長趨勢十分一致，表明這兩個

4、因素對活性污泥的表觀粘度影響較大。另外，試驗還采用SEM/EDS方法對不同階段膜表面進(jìn)行了觀察及表面元素分析，結(jié)果表明膜表層污染物中有機(jī)物占主要部分，無機(jī)成分所占比例較小。
　　 試驗在不排泥條件下，系統(tǒng)連續(xù)進(jìn)水出水運行87天，試驗結(jié)果表明污泥混合液的流變扭矩與生物質(zhì)的濃度、污泥表觀粘度有正的相關(guān)性;并且當(dāng)污泥的濃度和表觀粘度越高，其與污泥的流變扭矩的皮爾森相關(guān)系數(shù)越高。在連續(xù)抽吸出水，膜過濾的TMP、TMR及其上升的速度比間歇