侯靜怡

唐山中泓炭素化工有限公司

復(fù)合式膜生物反應(yīng)器廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

侯靜怡

唐山中泓炭素化工有限公司

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境的惡化，對凈水技術(shù)的要求越來越高，尋找高效、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的污水處理方法已經(jīng)迫在眉睫。復(fù)合式膜生物反應(yīng)器結(jié)合了傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器與接觸氧化工藝的優(yōu)點(diǎn)，能在維持穩(wěn)定高效的有機(jī)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(huán)境?；诖耍恼戮蛷?fù)合式膜生物反應(yīng)器廢水處理技術(shù)進(jìn)行簡要的分析，希望可以提供一個(gè)借鑒。

復(fù)合式膜生物反應(yīng)器；廢水處理技術(shù)；研究進(jìn)展

1.膜生物反應(yīng)器

原理及工藝特點(diǎn)膜生物反應(yīng)器是一種由膜過濾取代傳統(tǒng)生化法中二沉池的生物處理技術(shù)。在傳統(tǒng)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(yùn)行情況。

膜生物反應(yīng)器集合了膜分離及生物處理兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，用超濾或微濾膜代替二沉池，在去除懸浮物改善出水水質(zhì)的同時(shí)，通過膜分離將二沉池?zé)o法截留的游離細(xì)菌和大分子有機(jī)物阻隔在生化反應(yīng)池內(nèi)。由于膜的截留作用，增殖速度慢的細(xì)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(yīng)器具有以下特點(diǎn)：(1)固液分離效率高，有機(jī)物去除率高，還可去除細(xì)菌等致病微生物，出水水質(zhì)好。(2)由于膜的作用，微生物被完全截留在反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器內(nèi)可以保持高的MLSS，污泥停留時(shí)間長，使增殖緩慢的微生物充分生長繁殖。從而使反應(yīng)器運(yùn)行更穩(wěn)定、控制更靈活、各種污染物的去除率更高。(3)耐負(fù)荷沖擊。污泥產(chǎn)生量少。

2.復(fù)合式膜生物反應(yīng)器性能

2.1 復(fù)合式膜生物反應(yīng)器脫碳效果

復(fù)合式膜生物反應(yīng)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(jī)質(zhì)的去除效果比傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器要好。林紅軍等研究表明，傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)對有機(jī)質(zhì)的去除率可以達(dá)到90%以上，且其半飽和常數(shù)比傳統(tǒng)活性污泥法高一個(gè)數(shù)量級，說明其對有機(jī)質(zhì)的降解效率極高。劉強(qiáng)等將復(fù)合式膜生物反應(yīng)器與傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)復(fù)合式膜生物反應(yīng)器對COD、BOD5的去除率分別比傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器高4.6%、3.8%。ShuaiYang等對移動床膜生物反應(yīng)器處理人工配水做研究，發(fā)現(xiàn)其對COD去除率達(dá)到96.2%，高于傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器，說明復(fù)合式膜生物反應(yīng)器具有極好的去除有機(jī)污染物的能力。

2.2 復(fù)合式膜生物反應(yīng)器脫氮效果

復(fù)合式膜生物反應(yīng)器具有懸浮式和附著式微生物，有較好的脫氮效果。這是因?yàn)橄趸钱愷B(yǎng)菌，在傳統(tǒng)復(fù)合式膜生物反應(yīng)器中，與碳化菌競爭處于劣勢；而在復(fù)合式膜生物反應(yīng)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(fù)合式膜生物反應(yīng)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(xì)菌體內(nèi)，形成高磷污泥，最后作為剩余污泥排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷目的；因而泥齡短、產(chǎn)泥量高的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)較高的除磷效果。MBR系統(tǒng)一般污泥齡長、產(chǎn)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(yīng)器除磷效果進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在不排泥的條件下其對COD、氨氮和TN的去除率分別可以達(dá)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(fù)合式膜生物反應(yīng)器處理廢水實(shí)驗(yàn)

3.1 材料與方法

3.1.1 試驗(yàn)裝置。該反應(yīng)器采用有機(jī)玻璃制造，外形呈圓柱形，內(nèi)徑25cm，高1.3m，有效水深1.1m，有效容積50L.內(nèi)置簾式膜組件，膜組件為日本三菱公司生產(chǎn)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(shè)置在膜組件正下方進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣，以提高膜組件上的剪切應(yīng)力，阻止污泥在膜表面沉積。

3.1.2 污水水質(zhì)。采用某地生活污水作為試驗(yàn)用水.進(jìn)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(jìn)水的氨氮濃度比一般生活污水高，為46～91mg/L，平均78.18mg/L.進(jìn)水SS為76～158mg/L，平均136mg/L.

3.1.3 活性炭的選擇和污泥培養(yǎng)。向反應(yīng)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(yīng)器中，使其與PAC混良好，間歇培養(yǎng)馴化10d(此時(shí)反應(yīng)器中MLSS為2560mg/L，運(yùn)行基本穩(wěn)定)，然后將膜組件放入反應(yīng)器內(nèi)開始進(jìn)行污水處理.

3.1.4 測定項(xiàng)目與方法。測定項(xiàng)目采用國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)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(yǎng)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(jìn)行測定。

3.2 結(jié)果與討論

3.2.1 復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的性能。經(jīng)分析反應(yīng)器的COD平均去除率超過了88%，出水COD平均為14.55mg/L，表明復(fù)合式膜生物反應(yīng)器對有機(jī)物具有有效的去除效果。

3.2.2 活性污泥的生物活性實(shí)驗(yàn)中測定了SOUR用以表征活性污泥的生物活性，它能夠反應(yīng)異養(yǎng)菌和硝化菌的總體活性。

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

綜上，復(fù)合式膜生物反應(yīng)器是一種將活性污泥法、接觸氧化法與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理工藝。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這一方法的推廣語應(yīng)用，從而節(jié)約水資源。

[1]宋箭，趙秋燕，伍昌年，方濤，鮑超，孔張成，孫冰香，張睿，楊浩.復(fù)合式動態(tài)膜生物反應(yīng)器處理印染廢水效能及膜污染控制[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2016，05：1.

[2]劉強(qiáng)，王曉昌，楊振鋒，劉永軍，袁宏林.復(fù)合式膜生物反應(yīng)器去除城市污水中TN的研究[J].中國給水排水，2008，21：30-33+37.

[3]楊孟.復(fù)合式膜生物反應(yīng)器處理校園生活污水的研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2012.