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缺氧—好氧复合式MBR处理城镇生活污水的研究

文档作者：于晓雪杨云龙文档来源：太原理工大学环境科学与工程学院		点击数：	更新时间： 2024年02月27日
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缺氧一好氧复合式MBR处理城镇
生活污水的研究
于晓雪杨云龙
(太原理工大学环境科学与工程学院山西太原030024)
擅要采用缺氧一好氧复合式MBR工艺处理城镇生活污水。投加组合填料，结果表明，实验对COD、氨氕、烈、TP的去除
率分别为92％、93．18％、78．59％、74．68％。在进水水质正常的条件下，出水各项指标均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标
准>(GB 18918—2002)的一级A标准。
关键词缺氧一好氧复合式MBR组合填料生活污水
中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2012)04—099—03
随着社会的不断发展和进步．人们对水环境质量的要求
越来越高．同时经济的发展所带来的水资源日益短缺的现状
也迫切要求开发合适的污水深度处理技术．以缓解水资源的
供需矛盾⋯。在城市化进程不断加快的今天。生活污水的资
源化利用和深度处理成为未来水处理的趋势之一。因此，我
国环境保护“十一五”规划对城市生活污水处理的普及和污
水的深度处理提出了更高的要求。膜生物反应器(MBR)是
一种膜分离单元与生物处理单元相结合的水处理技术．它以
膜组件取代二沉池，与传统的生化水处理技术相比，膜组件
能将活性污泥完全截留在反应器内。大大提高了反应速率．增
强了系统的耐冲击负荷的能力，且污泥的产量也相应减少f2j．
膜生物反应器实现了SRT和HRT的分离．有利于实现自动
化控制和延长水力停留时间。出水水质稳定．是中水回用的
重要技术手段．同时也是污泥减量化研究的热点之一，本实
验以生活污水为处理对象．采用的是缺氧一好氧MBR工艺，
MBR为复合式．在其中投加填料，形成生物膜。考察对COD、
氨氮、’rN以及。rP的去除效果。
l试验
1．1试验装置
整个工艺主要由高位水箱、缺氧罐和复合式好氧MBR
3部分组成(见图1)。
采用looL的魍料桶配水作为高位水箱．用流量计来控
制流量；塑料软管连通缺氧池：缺氧池南圆形玻璃组成．有效
容积12L．搅拌器连续对缺氧池进行搅拌；复合式好氧MBR
是由有机玻璃制成的1个统一的整体．分为生物反应区和膜
组件区。整体为好氧区。在生物反应区投加同定的填料．有效
容积33L．消化液采用蠕动泵河流到缺氧池；膜组件【爰放置6
组膜组件，有效容积44L。生物反应Ⅸ和膜组件Ⅸ下面连通．
起到导流的作用。膜组件采用聚丙烯中空纤维膜。膜孔径小
于0．2恤m．嫫面积0．2m2，膜丝量500m；出水系统采_}}}不锈锕
作者简介：于晓雪(1986。)．女．太原理工大学硝士研究生。
2012．No．4
圈l缺一一好曩MBR实验装置
其中：l一迸水箱2一缺氧池3～生物反应池4一膜组件池5一清水箱6一液
体流量计7一蠕动泵8一压力表9一自吸泵IO一放空管ll一曝气阀门
12-气泵
射流式自吸离心泵进行抽吸．利用阀门来调节泵用以控制抽
水的流量。曝气系统：采用电磁式空气泵．最大排气量85U
min．最大压力O．04MPa。曝气池底部通过2根PE管连接。在
PE管分支处分别安有2个阀门用以控制2个曝气池各自曝
气量的大小．膜片区蜜比前面区的曝气量大。实验设置总水
力停留时间8h．同流比没定为2，泥龄取20d。
1．2实验进水水质
实验朋水为太原市某污水处理厂的调节池污水．其水质
觅表I。
裹l实验进水水质
1．3填料的选择
组合填科的单元直径120mm。片距60mm．安装距离
万方数据 。
圈2组合填科圈
1．4填料挂膜
120mm。如图2所示，该填料采用特
殊的丝条工艺(将丝条穿插在耐腐、
高强度的中心绳上)制成了悬挂式
的立体弹性单体．呈现均匀的排列
状态。在反应器运行的过程中可获
的比表面积大和新陈代谢更新快．
对污水浓度的适应性好。
实验室所用污水取自太原某污水厂配水井．污泥取自此
污水厂的二沉池，可以稀释污水．使稀释的污水直接进入实
验装置对污泥进行培养。将4组填料置于生物反应区内。进
行挂膜。首先进行闷曝，闷曝3d，每天换1次水，闷曝结束
后，改成小流量进水，使微生物能够适应环境变化。逐渐加大
进水。当出水水质COD和氨氮的去除率基本稳定在75％和
70％左右时，就标志着挂膜成功。
1．5 常规水质分析项目与方法
DO：电极法，JPB一607便携式溶解氧测定仪：温度：直读
法，水银温度计；浊度：COD：重铬酸钾法；氨氮：纳氏试剂比
色法，UV75lGD型紫外分光光度计：总磷：过硫酸钾消解一铝
锑抗分光光度法，UV751GD型紫外分光光度计。
2去除效果
2．1 COD的去除效果
缺氧一好氧MBR对COD的去除效果良好(见图3)．进
水COD平均为235．03m马，L，出水COD平均为19．47mg，L，平
均去除率为92％。由于水质的变化．每天进水的COD变化很
大，初期COD的处理效果不稳定。当浓度较大时去除率也没
有达到最大值，随着装置的稳定运行，处理效果也比较明显。
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圈3 COD去除效果
2．2氨氯的去除效果
缺氧一好氧MBR对氨氮的去除效果很好。进水氨氮平
均为57．85mg，L，出水平均值为3．78叫儿，平均去除率高达
93．18％(见图4)。这是因为MBR对硝化菌的截留效果较好．
且实验过程中较高的曝气量和较高的污泥浓度为硝化过程
创造了良好的环境。出水NH广N浓度可达到GBl8918—2002
中一级A标准。
2．3 TN的去除效果
实验过程中TN的进水平均值为68．4m玑，出水平均值
为13．3m玑，平均去除率为78．59％。出水TN能达到一级A
标准要求(见图5)。但是．由于膜组件需要维持一定的曝气
强度．导致系统的D0浓度较高。好氧段DO平均浓度达到
2012．No．4，
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图4氨氮去除效果
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图5 TN去除效果
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6．Om扎，限制了对TN的进一步去除。在工程应用中，可通过
增加水深的方法提高膜组件的装填密度。从而降低曝气量，
使对’州的去除率进一步提高[3】。
2．4 TP的去除效果
进水TP为1．3—2．4m扎，该阶段对TP的平均去除率为
74．68％，出水平均为O．46m玑，可以达到一级A标准(见图
6)。这不仅是因为缺氧一好氧的大环境使1P的含量减少，同
时在复合式反应器内存在填料．虽然在反应器内是好氧环
境．但填料内部同时存在厌氧微环境。使聚磷能够对磷酸盐
进行吸收和释放：另外在反应器中存在的一些Ca2+、M矿等
也可以沉淀一些磷酸盐。对TP处理效果很好⋯。
测定次数，次
圈6 TP的去除效果
仰5可
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40篮
3结论
通过用缺氧一好氧MBR工艺对生活污水进行处理．可以
看出：COD、氨氮、rIN以及11P的平均去除率分别达到92％、
93．18％、78．59％以及74．68％，平均出水分别为19．47m嚣／L、
3．78mg，L、13-3mg，L以及0．46mg，L，都能达到<城镇污水处理 厂污染物排放标准="厂污染物排放标准">(GBl8918—2002)的一级A标准。对强化
脱氮除磷也有很好的效果。但是由于本实验进水11P的含量
不是很大．所以’rP处理效果能够达标。如果’rP的含量很
(下转第106页)
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C80吸收s03的效果较好．能生成稳定的CaS04。
(2)循环流化床锅炉在加入石灰石后，循环流化床灰平
衡关系被打破。烟气含尘浓度显著增加(增加量为43．6％)，
对旋风分离设备磨损加大．烟尘中Ca0含量加大。对后面的
电除尘运行也会产生不利影响。
(3)掺烧石灰石后．锅炉的热效率降低约l％，添加石灰
石的人工成本和机械成本也较大。由于与锅炉的运行工况相
关联。司炉工往往会根据锅炉的燃烧情况来添加石灰石，而
不是根据燃煤的含硫量来添加石灰石，因此使得脱硫工作没
有得到基本保证．
2简易湿法烟气脱硫
2．1简易湿法烟气脱硫工艺分析
简易湿法烟气脱硫即炉外脱硫。采用简易湿法对除尘后
的烟气实施脱琉可满足环保要求。
从除尘器出来的烟气经脱硫塔进口挡板门，进入脱硫
塔，在脱硫塔内经过反应、气同分离及脱水除雾后外排。脱硫
塔体由麻石制成．耐磨防腐性能良好，使用寿命20年以上。
简易湿法烟气脱硫系统为一个独立的系统。其在运行中
不影响锅炉、除尘器及其它系统的运行；脱硫效率较高，可保
持在85％以上：由于脱硫塔体及技术上的不断改进，管路的
堵塞问题、腐蚀问题、风机带水问题都已基本得到解决，整个
系统的维护工作很少。不需要配备专职人员。采用双碱法的
脱硫运行成本约为350元／tSO：。如果采用废碱液脱硫，脱硫
的运行成本会更低。
2．2简易湿法烟气脱硫投资估算
以130L／h循环流化床锅炉简易湿法烟气脱硫为例进行
投资分析：总投资300万元，其中脱硫体230万元(包括脱硫
塔、内部管件、喷雾装置及平台支架等)，循环水池70万元
(包括循环水池、泵、脱硫处理等)。
3 结语
循环流化床锅炉采用炉内脱硫的方法与采用简易湿法
烟气脱硫在工程及设备上的投资基本相当。采用炉内脱硫法
运行成本略高．脱硫成本在1000元／t以上，锅炉的热效率降
低约l％．对锅炉旋风分离设备的磨损较大，对锅炉及除尘器
的运行有较大影响．脱硫成为司炉操作的一项附加工作，受
锅炉运行工况影响，脱硫效果没有保证。而采用简易湿法烟
气脱硫工艺．运行成本较低，双碱法脱硫运行成本约为350
元／t．且对锅炉及除尘器的运行没有影响。综合比较分析，循
环流化床锅炉采用简易湿法烟气脱硫工艺要优于炉内掺烧
石灰石脱硫工艺。
(上接第100页)
大。处理效果是否能这样显著，有待进一步验证。2007，32(9)
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2方唆，扬文．海洋石油污染研究现状及防治．环境科学与管理， 理技术·2∞3·29(1)
(上接第104页)
径、薄膜厚的色谱柱能够提高分离能力，并减少分析时间【IlI。采量有机物的研究．色谱，2003，2I(1)
4 小结4陈慧，黄要红，蔡捩云·微拄固相萃取一毛细管液相色谱在线联用
多环芳烃(PAHs)是一种重要的致癌有机物．具有低水
技术·环境污染与防治，2004，26(I) 姚高辛醇2‘水分譬．专氅j高≥翟竺2弯分配菜数和较低5竺；嚣：菱≯盖三葛胖耻蚋蚪酬貅中的蒸汽压。它可以通过大气沉降、城市污水排放以及雨水冲6李≥。陈玲．鄙洪文．等：sPE一；D0l矗串联HPLc法测定水样中痕
刷作用进入水体。对整个生态系统的健康造成威胁。因此，对量多环芳烃．环境化学．20嘶．25(4)
水体中的多环芳烃的富集和分析方法的研究越来越引起人7陈悬．黄要虹，蔡蛟云．固相萃取一气相色谱，质谱法测定水中多环芳
们的重视。本文主要介绍了国内的一些富集技术和检测方烃．环境污染与防治。2004，26(1)
法．并展望水体中多环芳烃的检测方法将朝着更加简洁和痕8罗世霞。束淮武，张笑一．固相微萃取一气相色谱法联用分析饮用水
量的方向发展。海水中的16种多环芳烃．农业环境科学学报．2008，27(1)
参考文献的多环芳烃·分析化学，砌·3l(2)
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10晦佳宁·蔡宗霹·末王先，等·歧波长荧光法同时潮定米溶解态的
2石●．环境水样中裹量多环芳烃的分析研完进展．企业技术开发． 茚、秦和菲·分析化学，2懈，36(3)
2007，lO(10) “K詹汕w佣U·沃特世QUAl．11t0 M ICR0 GC对水中多环芳烃
3肖珂。王秀，蓐l，等．固相重萃取一气相色谱，质谱测定工王废水中(PAHs)的快速G(矾蝴分析·环境化学，加呕，27(2) </城镇污水处理>

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