試析活性炭海綿動態膜生物反應器用于污水處理提標改造中試研究

趙利軍

摘 要：動態膜生物特有的反應器，含有活性炭海綿這樣的必備材質；它為平日內的排放污水、各類提標排放供應了參照。該文辨識了反應器凸顯的除污成效、其他運行特性。經過比對可得，這類反應器可被推廣采納。活性原材獨有的吸附屬性、海綿空間構架二者彼此協同，增添了體系原有的去除實效。這類新穎的反應器，可替換慣用的深度處理，用來提標改造。反沖洗流程縮減了出水通量，穩定這類通量。

關鍵詞：活性炭海綿 動態膜生物反應器 污水處理提標改造

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0097-02

膜生物反應器，平常出水水質最為優良、余留下來的淤泥也不多；與此同時，它占到的總用地偏小，正在受到注重。從現有狀態看，制備薄膜必備的原材價格偏高，薄膜很易污染，這些弊病阻礙了后續的技術拓展。為了化解難題，創設了DMBR特有的新反應器。它建構在慣用裝置的根基之上，融匯了粗孔篩網、基材中的無紡布[1]。后續過濾之中，生物動態膜很類似常常用到的微濾材質。它減小了壓力，原材可以再生。

1 解析反應特性

1.1 反應器凸顯的優勢

膜生物反應器，含有動態特性的新式反應器。它提升了原有的處理成效，處理得來的水質優良。同時，擬定了簡易的總流程，設備構架緊湊，很易自動管控，顯示獨特優勢。傳統路徑下的膜生物反應，已經接近成熟。然而，初始耗費的金額還是偏大的，處理必備的組件耗費了偏多進價。反應膜被直接布設在污水之中，污染這類薄膜。這就縮減了設定的通量，縮減運行時段，阻礙著更廣范疇的技術拓展。

與之相比，動態膜添加了活性特性的海綿，形成新的薄膜，即次生薄膜。這類組件固有的進價被縮減，有著很大孔徑。微生物代謝時，在表層添加調制好的生物制劑，形成了動態膜。DMBR留存了慣用的工藝特性，縮減整體造價；同時，出水路徑的水質可達到最佳，產生很大通量，很易清洗及管控。從現狀看，關聯調研涵蓋了細分的組件類別、動態膜必備機理、若干影響成因、條件凸顯的影響、后續清洗步驟。

1.2 材質及類別

動態膜制備必備的多樣基材，含有陶瓷原材、過濾布及選購的玻璃纖維、新型微網材質。通過對比可得，這類原材制備好的動態膜，耗費金額都是很低的。活性炭海綿被歸類為這樣的原材范疇，它增大了固有的孔徑尺度，提升處理效率。依照細分類別，動態膜含有自生特性的、預涂特性的。在這之中，自生動態膜采納了偏大的網膜孔徑來替換慣用的細微過濾；過濾進展之中，形成動態泥餅。預涂薄膜形成，是在真正去過濾以前，在表層添加薄厚適宜的這種涂層，薄膜附帶著多樣的微生物。

從形成進展可得，對比預涂膜，自生特性薄膜凸顯了更易管控的優勢。這是因為，自生薄膜如活性炭添加的海綿薄膜，常常會累積在固有的材質表層；但與之相比，預涂薄膜密切關系著后續的沖刷及涂抹、試劑強度要素。例如：預涂動態膜含有活性炭、各類高嶺土、水合金及偏少比值的二氧化錳。早起調研之中，常采納金屬調制成的這類水合金來填涂動態膜；這種組件耗費掉的金額很高，同時條件嚴苛。最近幾年，動態膜原材被替換成了活性炭、富集的高嶺土。

1.3 辨識中試機理

DMBR之中，含有多樣的生物表征；操作條件也被設定得很多。對于此，后續中試常常顯得偏復雜。從根本機理看，活性炭調制得來的薄膜融匯了濾餅層級、配套凝膠層級。在原材表層中，先要添加親水特性的必備凝膠；在這之后，凝膠層漸漸增添了原有的濾餅，緩慢予以堵塞。這種進程之中，過濾附帶的壓差遞增，縮減出水通量。濾餅漸漸滑脫，建構新的平衡。出水路徑內的壓差、彼此通量都被維持著穩定的態勢，形成了動態膜。

在這種根基上，還可細分類別。例如：動態膜可細分成底部架構內的板層、上側分離層、對應的濾餅。依照從內向外，分別區分為基質層級、外在分離層級、更外側搭配的過濾層、污染泥餅層。進口路徑內的微粒總體粒徑，很近似濾布之中的小孔。它們阻塞了固有的基質，這一層級薄厚會偏小，帶來了分離層。在這之后，薄膜層級彼此的孔隙不斷變大，增添了阻力。更多膠粒累積，帶來錯流狀態。這種動態平衡，形成了過濾層。

2 必備裝置及流程

2.1 測試必備儀器

裝置被布設在某一城區內的污水廠，擬定每小時50 t這一中試規模，停留8 h。缺氧池特有的排放水體被設定成進水，裝置經由回轉鼓風機來供應必備的氧氣。曝氣采納了穿孔方式，氣水彼此比值被調控成10比1。污泥來自固有的好氧池，穩定運轉態勢下的泥漿濃度被調和成每升8000 mg。采納重力出流，設定了1 m壓差的固有水頭。

采納平板膜特有的必備組件，每塊細分出來的組件設定了0.5 m這一寬度、1 m長度。擬定68 m2這一過水總面積。采納活性炭特有的海綿來制備膜原材，材質孔徑490 μm，薄厚1 cm。縱橫布設了雙排必備的組件，單獨排出水體[2]。

2.2 測試必備流程

缺氧池排放出來的污水設定為原水，查驗水質狀態。采納現有工藝，定期查驗反應器范疇內的進出水、上側過濾得來的澄清液體、二沉池接納的廢水、濾池轉盤排放。測定項目包含水體的酸堿度、渾濁度及溫度、其余關聯指標。具體而言，進水經由格柵、沉砂池及后續的調節池，被運送給厭氧池、配套二沉池等。經由轉盤過濾，即可排放廢水（表1）。

3 探析處理成效

3.1 除掉氮物質

通過調研可得，動態膜生物特有的這類反應器，凸顯了最優的硝化狀態；各時段的出水被縮減為每升1.5 mg；均衡情形下的除氮概率測得了92%。上側存留著的清液污染，對比出水還是很低的，它穩定于每升0.6 mg[3]。從總體看，動態膜并沒能除掉偏多的氮。這是由于，好氧池固有的本體有著硝化價值，濃度已經很低。從另一視角看，膜很難留住偏小的這類分子量。

進水被測得了每升15.8 mg這樣的TN；出水范疇內的這類物質，縮減濃度至每升11 mg，去除概率51%。清液之中的TN偏高，組件特有的去除概率常常超出12%。解析可以得知：基材中的活性炭增添了固有的吸附特性，以及固有厚度。這種狀態下，薄膜架構形成了明晰的厭氧空間，助推硝化進展。硝化成效優良，然而，反硝化特有的類似成效并不很好。這是因為，進水攜帶的多樣有機物仍舊偏少，沒能滿足碳源。

經過對比發現：動態膜特有的反應裝置內，硝化概率是偏高的。但與之對應，反硝化特有的成效并不很高。解析這一結論可得：進水含有偏濃的這類有機物，它們并不吻合反硝化必備的各類碳源，因此成效不高。DMBR特有的轉變及遷移，密切關系著體系內的進水狀態、動態膜上覆的各類清液、出水氮的濃度。

進水口徑內的氮元素，含有多樣形式。上側清液、出水附帶著的這類物質，主要被變更為硝酸根。這就可以表示：DMBR獲取了最優的硝化實效。對比上側清液、出水口的物質，可得總體架構內的分布濃度。對比上層清液，出水含有偏少的TN等。這是由于，動態膜搭配著的組件內含有獨特的這類缺氧環境，促進硝化進展。硝酸根固有的濃度，從初始的8.5 mg/L縮減成了0.2 mg/L；但與此同時，TN卻從初始的14.9 mg/L減小成7.7 mg/L。為此，系統含有反硝化特有的步驟。

3.2 除掉COD

進水含有每升138 mg這樣的COD；對應著的出水濃度沒能超出每升29 mg；去除概率73%。池子上側覆蓋著的澄清液體，COD特有的濃度常常超出了出水，測得它的初始濃度每升25 mg。出水特有的去除比率、清液去除比率，二者差值12%。這是由于，初始廢水固有的濃度常常波動，進水含有廢水。

3.3 除掉TP

污水含有廢水，進水口徑含有偏少的TP。出水缺氧池之內的對應TP被縮減成每升0.6 mg。添加了活性炭的體系內，出水攜帶著的TP每升0.4 mg；去除了超出61%的總TP。

通過解析可知：磷元素被除掉，是由于添加了微生物。活性炭凸顯的吸附能力，密切關聯著余留下來的排放淤泥。清液含有每升0.1 mg的TP，它超出了出水。綜合運算可得，膜組件平常的去除概率可達9.8%。這類體系融匯了多樣的微生物、必備活性炭等，DMBR特有的材質成效會優于慣用的動態膜[4]。

4 歸結得來結論

4.1 對比處理成效

DMBR排放出來的出水，對比了轉盤濾池、二沉池范疇的近似出水，得來如下結果：對比常見濾池，DMBR凸顯了最優的去除優勢，針對TN及體系內的COD。解析可得：DMBR初始的淤泥濃度就是偏高的，這類體系要搭配著最佳的去除特性。活性炭原材表層偏大，擁有很強吸附；它聚集了濃縮態勢下的多樣有機物，把它們整合在海綿四周。這就創設了微生物代謝依托的優良環境，營造了微環境，提快降解速率。

活性酶進入后，降解了有機物；余留下來的吸附位置吸納了更多的這類有機物，便于活性炭特有的物質再生。這類降解體系，融匯了初始的吸附步驟、后續降解再生、重新吸附步驟，提升出水質量。物質去除優勢，來自內部框架中的反硝化。綜合對比可知，DMBR特有的海綿活性炭，優于常用的這種二沉池。它能替換現有的工藝路徑，用來提標改進。

4.2 體系穩定運轉

維持最佳通量，增添了曝氣反沖洗，以便穩定水量。著手操作時，體系順暢運轉一月。在這個時段中，間隔八小時閉合出水、配套的進水。與此同時，啟用雙重的風機以便反沖洗，等待40 min。測試之中發現，初始出水時段中的水體偏渾濁，間隔8 min即可恢復，同時恢復原有的常規通量[5]。

前期體系運轉，出水通量慢慢被縮減：從初始時段的46 ml漸漸被縮減成一半。到第40天，就達到這一狀態。若發覺初始的通量快速被縮減，可能水泵被損毀，帶來水位縮減，順帶作用于體系內的水頭。在這以后，增添反沖洗這樣的總量，恢復體系通量。最后測定時，這類通量被維持于30 l。這就可以得到：反沖洗維持著穩定態勢下的體系運轉。

4.3 新穎去除特性

物質去除優勢，來自內部框架中的反硝化。綜合對比可知，DMBR特有的海綿活性炭，優于常用的這種二沉池。活性酶進入后，降解了有機物；余留下來的吸附位置吸納了更多的這類有機物，便于活性炭特有的物質再生。這類降解體系，融匯了初始的吸附步驟、后續降解再生、重新吸附步驟，提升出水質量。它能替換現有的工藝路徑，用來提標改進。把活性炭設定為基材，整合了海綿獨有的松軟空間、活性炭的吸附，獲取最優實效。對比現有設備，它凸顯最佳的去除狀態，可完全替換偏舊的現存工藝。恢復曝氣通量，穩定總體通量。

5 結語

膜原材之中的活性炭海綿可被當成新的基材，它整合了過濾特性、薄膜吸附優勢。活性炭制備出來的這類海綿，融匯了高分子特有的粘結原材，增添了粉狀催化。海綿附帶著獨有的過濾原材，含炭總量被縮減在40%。對比現有裝置，活性炭海綿增添了真實態勢下的處理成效，拓展可行范圍。

參考文獻

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