船用膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)、仿真及工藝運(yùn)行研究.pdf

1、隨著海洋環(huán)境污染加重，世界各國對(duì)海洋環(huán)境越來越重視，污水排放指標(biāo)不斷提升，加之惡劣的船舶環(huán)境這對(duì)船舶污水處理是一大挑戰(zhàn)。與其他船舶污水處理設(shè)備相比較，船用膜生物反應(yīng)器（MBR）具備處理效果穩(wěn)定、抗沖擊搖擺能力強(qiáng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)備受大家關(guān)注。然而船用 MBR仍可以進(jìn)一步優(yōu)化：提升效率、縮小體積。因此本文對(duì)提升船用MBR效率、縮小體積、增強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷能力等展開試驗(yàn)研究。
　　實(shí)驗(yàn)利用小試MBR裝置進(jìn)行試驗(yàn)，首先研究MBR處理船舶生活污水

2、的影響因素，定期取反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥和膜組件樣本，進(jìn)行微生物的酶活性和膜表面污染情況分析；其次結(jié)合小試MBR試驗(yàn)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)MBR運(yùn)行過程中的環(huán)境要素進(jìn)行仿真，并針對(duì)影響因子的特點(diǎn)選用4-7-1型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；最后對(duì)船用MBR進(jìn)行設(shè)計(jì)、試驗(yàn)。
　　試驗(yàn)研究得出常規(guī)因子與污染物的去除間的規(guī)律，并進(jìn)行仿真模擬與優(yōu)化主控工藝參數(shù)：1、欲達(dá)到2010 IMO排放標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)控制HRT≥4h，最佳水力停留時(shí)間（HRT）在5～8h

3、，污泥濃度（MLSS）≥2000mg/L，保持pH值≥6。當(dāng)鹽度升至28g/L時(shí)，化學(xué)需氧量（COD）去除率降至53％，抑制作用大；2、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真、診斷、識(shí)別。結(jié)果表明：影響因子對(duì)有機(jī)物去除影響順序?yàn)椋篐RT>鹽度≈pH值>進(jìn)水COD；而對(duì)氨氮去除效果影響順序?yàn)椋哼M(jìn)水氨氮>進(jìn)水COD>活性污泥沉降比>MLSS，因此為提高COD、氨氮去除效果，HRT與進(jìn)水氨氮需嚴(yán)格調(diào)控。
　　利用掃描電鏡與試驗(yàn)結(jié)合的方式對(duì)膜污染分析研

4、究，發(fā)現(xiàn)隨試驗(yàn)進(jìn)行膜組件表面孔隙結(jié)構(gòu)不斷減少，膜污染不斷加重；物理清洗僅對(duì)膜表面簡單沖洗，化學(xué)清洗效果可使頑固的污泥解體，從根本上解決膜污染問題，效果遠(yuǎn)好于物理清洗。
　　通過酶活試驗(yàn)，得出進(jìn)水COD、MLSS與脲酶和多酚氧化酶呈正相關(guān)；當(dāng)處理含鹽污水時(shí)，硝酸還原酶、多酚氧化酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶的活性最初分別為236.8，203.3，15191，7226.8μmol/h·gfw；當(dāng)鹽度增至35g/L時(shí)，四種酶活分別降至158，66.7

5、，11895，5389μmol/h·gfw；污水中鹽度與微生物酶的活性呈負(fù)相關(guān)，有強(qiáng)抑制作用。究其原因，鹽度影響環(huán)境滲透壓，使微生物產(chǎn)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，進(jìn)而制約微生物酶活，直接影響污染物的去除。
　　本文從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，進(jìn)行船用 MBR設(shè)計(jì)，利用化糞池內(nèi)新鮮生活污水進(jìn)行MBR試驗(yàn)。得出設(shè)備抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，穩(wěn)定處理生活污水4000L/d左右，最大處理量高達(dá)5000L/d。其出水COD、BOD5、SS、出水氨氮分別穩(wěn)定在100mg