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随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高,居民的生活污水产生量不断增大,而且人们对社区环境质量越来越重视,使得小区生活污水的分散处理成为必不可少的内容。
膜生物反应器工艺是一种高效污水处理工艺,具有出水水质好、装置占地面积小、产泥量少、易于实现自动控制等优势。但与传统活性污泥法相比,MBR生物脱氮除磷的技术并没有很大的改善,通常要在生物处理段设有好氧和缺氧或厌氧段来加强氮磷的去除,这就造成了工艺流程复杂,水力停留时间长,操作管理麻烦等诸多不便,没有发挥出MBR的明显优势。
为此,本试验在传统MBR的曝气池中投加一定量的生物载体——立体弹性填料,将其改良成复合淹没式膜生物反应器系统(HybridSubmergedMembraneBioreactor,简称HSMBR),利用复合生物反应器中的悬浮状活性污泥、附着生物膜的生物降解和聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜组件的固液分离作用去除污染物。
本试验主要对活性污泥MBR系统和HSMBR系统在大致平行条件下对生活污水的处理效果进行了对比分析研究,重点对HSMBR的运行特性、处理效果、膜清洗等内容进行了研究,并得出以下结论:
通过HSMBR系统和活性污泥MBR系统的对比试验,得出两系统对COD和NH4+-N有良好的处理效果,但HSMBR系统中复合生物系统的生物净化去除率要高于活性污泥MBR系统;HSMBR系统对TN和TP的去除效果优于活性污泥MBR系统。
通过对HSMBR系统水力停留时间、有机负荷对COD去除率影响的试验,得出HSMBR系统对COD的去除率随着HRT的增加而增加,HRT对复合生物系统的处理效率有一定的影响,但对HSMBR系统的处理影响相对较小;COD去除率随着有机负荷的增加而降低,系统高负荷运转时,仍能保证对COD的有效去除,具有抗冲击负荷能力。
通过对HSMBR系统的微生物相进行分析,认识了系统的微生物特点。填料的介入,为微生物创造了更丰富的生存形式,形成了一个复杂的复合式生态系统。同时通过对系统同时硝化反硝化机理、功效的分析,得出其脱氮主要依靠系统内的同时硝化反硝化;氨氮、总氮的去除率随HRT的减小而降低。
在活性污泥MBR系统和HSMBR系统稳定运行后,分别对膜组件进行了清洗,并确定了适合两系统的清洗方法。通过观测HSMBR系统稳定运行期间膜通量的变化情况,发现在HRT较短的情况下,膜更容易污染;同时对清洗液的含铁量进行了分析,确定了试验设备的腐蚀是膜组件的无机污染源之一。