復合式膜生物反應器廢水處理技術研究進展

侯靜怡

唐山中泓炭素化工有限公司

復合式膜生物反應器廢水處理技術研究進展

侯靜怡

唐山中泓炭素化工有限公司

近年來，隨著經濟的發展，環境的惡化，對凈水技術的要求越來越高，尋找高效、經濟、可持續的污水處理方法已經迫在眉睫。復合式膜生物反應器結合了傳統膜生物反應器與接觸氧化工藝的優點，能在維持穩定高效的有機物去除率前提下，有效減緩膜污染，減少剩余污泥的排放，并為同步脫氮過程提供良好環境?；诖?，文章就復合式膜生物反應器廢水處理技術進行簡要的分析，希望可以提供一個借鑒。

復合式膜生物反應器；廢水處理技術；研究進展

1.膜生物反應器

原理及工藝特點膜生物反應器是一種由膜過濾取代傳統生化法中二沉池的生物處理技術。在傳統的廢水生物處理過程中，泥水分離在二沉池中靠重力作用完成，其效率由活性污泥的沉降性能決定，而污泥沉降性取決于曝氣池的運行情況。

膜生物反應器集合了膜分離及生物處理兩種技術的優點，用超濾或微濾膜代替二沉池，在去除懸浮物改善出水水質的同時，通過膜分離將二沉池無法截留的游離細菌和大分子有機物阻隔在生化反應池內。由于膜的截留作用，增殖速度慢的細菌在生化池中有效富集，提高生物相濃度及對污染物的去除效果。

與活性污泥法相比，膜生物反應器具有以下特點：(1)固液分離效率高，有機物去除率高，還可去除細菌等致病微生物，出水水質好。(2)由于膜的作用，微生物被完全截留在反應器內，反應器內可以保持高的MLSS，污泥停留時間長，使增殖緩慢的微生物充分生長繁殖。從而使反應器運行更穩定、控制更靈活、各種污染物的去除率更高。(3)耐負荷沖擊。污泥產生量少。

2.復合式膜生物反應器性能

2.1 復合式膜生物反應器脫碳效果

復合式膜生物反應器不僅具有高微生物濃度，而且包含豐富的微生物種類，大量研究表明其對有機質的去除效果比傳統膜生物反應器要好。林紅軍等研究表明，傳統膜生物反應對有機質的去除率可以達到90%以上，且其半飽和常數比傳統活性污泥法高一個數量級，說明其對有機質的降解效率極高。劉強等將復合式膜生物反應器與傳統膜生物反應器進行對比研究，發現復合式膜生物反應器對COD、BOD5的去除率分別比傳統膜生物反應器高4.6%、3.8%。ShuaiYang等對移動床膜生物反應器處理人工配水做研究，發現其對COD去除率達到96.2%，高于傳統膜生物反應器，說明復合式膜生物反應器具有極好的去除有機污染物的能力。

2.2 復合式膜生物反應器脫氮效果

復合式膜生物反應器具有懸浮式和附著式微生物，有較好的脫氮效果。這是因為硝化菌是異養菌，在傳統復合式膜生物反應器中，與碳化菌競爭處于劣勢；而在復合式膜生物反應器中，填料的加入增加了生物量和生物種類，有利于世代周期較長的硝化菌生長。

2.3 復合式膜生物反應器除磷效果

生物法除磷主要是通過聚磷菌一類的微生物超量吸磷，以聚合體儲存在細菌體內，形成高磷污泥，最后作為剩余污泥排出系統，從而達到除磷目的；因而泥齡短、產泥量高的系統可以實現較高的除磷效果。MBR系統一般污泥齡長、產泥量低，因此從理論上講MBR的除磷效果不是很理想。李旭東等對間歇曝氣膜生物反應器除磷效果進行研究，發現在不排泥的條件下其對COD、氨氮和TN的去除率分別可以達到90%、100%和80%，但是對磷幾乎沒有去除，與理論的除磷效果相一致。

3.復合式膜生物反應器處理廢水實驗

3.1 材料與方法

3.1.1 試驗裝置。該反應器采用有機玻璃制造，外形呈圓柱形，內徑25cm，高1.3m，有效水深1.1m，有效容積50L.內置簾式膜組件，膜組件為日本三菱公司生產的聚乙烯中空纖維微濾膜，膜孔徑為0.1μm，過濾面積為1.5m2.為有效延緩膜污染，將曝氣頭設置在膜組件正下方進行鼓風曝氣，以提高膜組件上的剪切應力，阻止污泥在膜表面沉積。

3.1.2 污水水質。采用某地生活污水作為試驗用水.進水COD182～350mg/L， 平 均292.62mg/L；BOD5平 均 為191.36mg/L；BOD5/COD均值為0.65，適于生物降解.進水的氨氮濃度比一般生活污水高，為46～91mg/L，平均78.18mg/L.進水SS為76～158mg/L，平均136mg/L.

3.1.3 活性炭的選擇和污泥培養。向反應器中一次性投加1500mg/L的PAC，將取自北京市高碑店污水處理廠曝氣池的活性污泥作為接種污泥加入反應器中，使其與PAC混良好，間歇培養馴化10d(此時反應器中MLSS為2560mg/L，運行基本穩定)，然后將膜組件放入反應器內開始進行污水處理.

3.1.4 測定項目與方法。測定項目采用國家規定的標準方法進行.COD采用重鉻酸鉀法；NH4+-N采用納氏試劑分光光度法；BOD5采用微生物稀釋接種培養測溶解氧法；堿度采用酸堿滴定法；pH值采用玻璃電極法；MLSS采用重量法.TN和TOC采用JENA分析儀進行測定。

3.2 結果與討論

3.2.1 復合式膜生物反應器的性能。經分析反應器的COD平均去除率超過了88%，出水COD平均為14.55mg/L，表明復合式膜生物反應器對有機物具有有效的去除效果。

3.2.2 活性污泥的生物活性實驗中測定了SOUR用以表征活性污泥的生物活性，它能夠反應異養菌和硝化菌的總體活性。

3.2.3 膜污染。在正常運行條件下，HMBR的膜污染速率很低，為0.068kPa/d，表明正常負荷率下復合式膜生物反應器良好的膜污染控制效果。

綜上，復合式膜生物反應器是一種將活性污泥法、接觸氧化法與膜分離技術有機結合的新型水處理工藝。因此，應當加強這一方法的推廣語應用，從而節約水資源。

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