一體式MFC-MBR脫氮效果及膜污染特性研究.pdf

1、膜生物反應(yīng)器具有高效的污水處理效果,但對(duì)于TN的去除效果不佳,且膜污染比較嚴(yán)重,影響了MBR的應(yīng)用,而MFC可以利用NO3-等為電子受體,以陽極傳遞過來的電位為電子供體進(jìn)行反硝化作用,將兩者結(jié)合,構(gòu)造出一種新型的一體式MFC-MBR工藝,能有效去除污水中的TN,同時(shí)可以改善系統(tǒng)的污泥特性,延緩膜污染的發(fā)生。
　　以普通MBR為對(duì)照,研究了一體式MFC-MBR在水處理過程中污染物的去除特性以及產(chǎn)電特性,MFC的耦合作用并未改變系統(tǒng)對(duì)

2、COD以及NH4+-N的去除效果,兩者的去除效果均超過88％和99%,出水具有較好的效果,但MFC的耦合作用使得系統(tǒng)的TN有較為明顯的提高,一體式MFC-MBR系統(tǒng)TN的去除效果達(dá)到69%,比對(duì)照MBR高14%,且氮的去除主要依靠傳統(tǒng)反硝化來完成。系統(tǒng)在去除有機(jī)物質(zhì)的同時(shí)可以回收電能,一體式MFC-MBR系統(tǒng)在運(yùn)行過程中最大功率密度達(dá)到0.79W/m3。
　　改變不同的運(yùn)行條件可以改善系統(tǒng)的水處理效果,當(dāng)進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷增高時(shí),系統(tǒng)出

3、水COD值沒有明顯區(qū)別,但去除率由79.45%升高至91.29%,NH4-N的去除效果在不同條件下均達(dá)到99%,但TN的去除率由67%提高到84%,同時(shí)較高的進(jìn)水COD降低系統(tǒng)的最大功率密度,當(dāng)COD由200mg/L升高至500mg/L時(shí),最大體積功率由1.42W/m3降至0.84W/m3;改善系統(tǒng)的HRT也影響系統(tǒng)水處理效果,在4h-8h內(nèi),隨著HRT的延長,COD的去除率未見明顯變化,NH4+-N的去除率由90.4%升高至99.4%

4、,TN的去除率44.1%升高至75.3%,不同的HRT影響系統(tǒng)的輸出電壓,隨著HRT的延長,輸出電壓降低;外阻的改變也影響系統(tǒng)的產(chǎn)電特性和水處理特性,隨著外阻的增高,一體式MFC-MBR系統(tǒng)對(duì)COD和NH4-N的去除沒有明顯的區(qū)別,去除率均超過87%和99%,但外阻的增加使得系統(tǒng)TN的去除率略微降低,當(dāng)R由R=50?升高至500?時(shí),TN去除率由75.3%降低到67.2%,且隨R的提高,OCV由608mV升高至832mV,而最大功率密度

5、由1.1W/m3降低至0.89W/m3。
　　同時(shí)研究了兩套系統(tǒng)在運(yùn)行過程中膜污染特性,一體式MFC-MBR系統(tǒng)能夠有效改善活性污泥的性質(zhì),使得活性污泥性質(zhì)向有利于延緩膜污染的方向改善,在一個(gè)周期的運(yùn)行時(shí)間內(nèi),一體式MFC-MBR系統(tǒng)運(yùn)行周期達(dá)到71d,比對(duì)照MBR延長了42%,且有更低的EPS總量,EPS下降比例達(dá)到30%,且MFC的作用使絮體體積平均粒徑由91.7μm增大到239.5μm,粒徑小于50μm的小粒子由超過30%的