外源接種和粉末炭強(qiáng)化MBR處理受污染地表水的研究.pdf

1、水污染所導(dǎo)致的水源水質(zhì)惡化給傳統(tǒng)水處理工藝的正常運(yùn)行帶來了諸多挑戰(zhàn)。針對以有機(jī)物和氨氮為主要污染物的地表水體，多種新型水處理技術(shù)已被研發(fā)并用于強(qiáng)化或替代常規(guī)水處理工藝。其中，結(jié)合了膜技術(shù)和生物處理技術(shù)的膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝被認(rèn)為在去除水中有機(jī)物和氨氮方面具有較大優(yōu)勢。國內(nèi)外學(xué)者已就MBR工藝處理受污染地表水進(jìn)行了一系列研究，取得了諸多成果，但由于影響MBR高效運(yùn)行的因素較多，仍有許多問題需要進(jìn)一步研究和探討。本論文針對MBR處理受

2、污染地表水存在的啟動周期較長、有機(jī)物去除效能較低、低溫除氨氮效能較差等問題，采用外源接種和投加粉末活性炭（PAC）等技術(shù)對MBR的處理效能進(jìn)行強(qiáng)化，研究了強(qiáng)化技術(shù)用以解決這些問題的可行性，以期為MBR處理受污染地表水的實(shí)際工程應(yīng)用提供一定的技術(shù)參考。
　　針對MBR處理受污染地表水存在的啟動周期較長、有機(jī)物去除效能較低等問題，研究了接種外源微生物對MBR啟動和穩(wěn)定運(yùn)行階段除污染特性的影響。結(jié)果表明，接種2 g/L的活性污泥能實(shí)現(xiàn)M

3、BR的快速啟動，且不會出現(xiàn)亞硝酸鹽積累的問題；接種2 g/L的江河底泥能在一定程度上縮短MBR中亞硝化菌和硝化菌的成熟周期。但接種外源微生物對MBR去除有機(jī)物效能的影響較弱。穩(wěn)定運(yùn)行后，初始運(yùn)行時(shí)接種外源微生物的MBR與自然啟動的MBR的除污染效能非常接近，但其去除水中可生物降解溶解性有機(jī)物（BDOC）的效能仍在一定程度上高于自然啟動的MBR。
　　針對MBR處理受污染地表水存在的有機(jī)物去除效能較低、抗原水沖擊負(fù)荷能力較差等問題，

4、構(gòu)建了混凝沉淀-MBR組合工藝，模擬研究了PAC投加點(diǎn)對組合工藝去除水中有機(jī)物效能的影響。結(jié)果表明，混凝沉淀后投加PAC最有利于提高組合工藝對水中有機(jī)物的去除效能。在此基礎(chǔ)上，直接向MBR中投加PAC，構(gòu)建了MBR(PAC)工藝，進(jìn)行了MBR(PAC)處理東江沉后水和流溪河沉后水的中試研究。結(jié)果表明，MBR(PAC)能高效去除東江沉后水中的濁度、有機(jī)物和氨氮；采用MBR(PAC)處理脫氯后的流溪河沉后水時(shí)也獲得了較好的有機(jī)物和氨氮去除效

5、能，并獲得了基本可實(shí)現(xiàn)MBR(PAC)長期穩(wěn)定運(yùn)行的工藝參數(shù)。
　　針對低溫使MBR生物處理效能下降、膜污染速率加快這一困擾MBR運(yùn)行的難題，通過模擬實(shí)際水體的溫度變化，研究了水溫對MBR除污染特性和膜污染行為的影響，并研究了投加高濃度PAC對MBR低溫條件下除污效能和膜污染特性的影響。結(jié)果表明，水溫下降使MBR對水中氨氮、亞硝酸鹽氮、BDOC的去除效能減弱，但對水中CODMn、DOC和UV254去除效能的影響不大；同時(shí)，水溫下降

6、使MBR的膜污染速率加快。反應(yīng)器中含有20 g/L PAC的MBR在去除水中有機(jī)物、BDOC和氨氮方面較普通MBR具有較大優(yōu)勢，同時(shí)能使MBR的濾餅阻力和膜內(nèi)部污染有所減輕，但難以在2~3℃下將進(jìn)水高濃度氨氮徹底去除。4~5℃下，初始投加20 g/L PAC的MBR(PAC-20)和初始投加50 g/L PAC的MBR(PAC-50)在去除進(jìn)水低濃度氨氮時(shí)的差異不大；但在去除進(jìn)水高濃度氨氮時(shí)，MBR(PAC-50)的優(yōu)勢比較明顯。水溫降

7、至2~3℃后，MBR(PAC-50)仍獲得了出水氨氮低于0.5 mg/L、亞硝酸鹽氮低于0.4 mg/L的優(yōu)質(zhì)出水。
　　針對實(shí)際低溫水體（松花江水）的水溫和水質(zhì)的季節(jié)性變化特征，應(yīng)用投加高濃度PAC和外源接種等多種強(qiáng)化技術(shù)，進(jìn)行了MBR處理低溫期松花江沉后水的研究。結(jié)果表明，普通MBR在低溫期的除有機(jī)物和氨氮效能都較差；向MBR中投加高濃度PAC能顯著提高其去除有機(jī)物的效能，同時(shí)能減輕MBR的膜污染，但對MBR低溫期除氨氮效能的

8、提升作用有限。向MBR中投加已適應(yīng)低溫環(huán)境的外源微生物能有效提高系統(tǒng)的除氨氮效能，但這種提升作用會由于污泥絮體向膜組件內(nèi)的富集而迅速減弱。向MBR中同時(shí)投加已適應(yīng)低溫環(huán)境的外源微生物和高濃度PAC能使投加外源微生物所獲得的高效除氨氮效能得以較好的維持。水溫對用于處理松花江沉后水的MBR中的氨氧化菌的種類和數(shù)量有較大影響。當(dāng)水溫低于2℃時(shí)，向MBR中投加已適應(yīng)低溫環(huán)境的外源微生物能使系統(tǒng)內(nèi)的氨氧化菌的種類和數(shù)量顯著增多，從而使系統(tǒng)的除氨氮