曹雯雯 盧強(qiáng)

摘要：為了緩解市政排水的壓力，提高高校校園廢水的處理效果和回用效果，降低環(huán)境壓力，減輕環(huán)境污染，本文使用一體式膜生物反應(yīng)器對校園廢水的處理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，探討了一體式膜生物反應(yīng)器內(nèi)分別添加顆粒污泥和傳統(tǒng)絮狀物泥時(shí)污泥濃度MLSS，污泥Zeta電位、污泥體積指數(shù)SVI等參數(shù)的變化。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，添加了顆粒污泥的一體式膜生物反應(yīng)器中的污泥濃度MLSS比添加了絮狀物泥的一體式膜生物反應(yīng)器中的污泥濃度MLSS增長幅度大、污泥疏水性能好、污泥沉降性能好。

關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器;校園廢水;污泥性能

隨著我國教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國的高等學(xué)校的數(shù)量也日趨增多，規(guī)模也日趨增大，學(xué)校作為一個(gè)用水大戶，生活廢水污染程度低，較易進(jìn)行處理。校園廢水的組成主要是食堂廢水、洗衣、沖廁及淋浴廢水，約占校園用水量的70%～80%。廢水中COD濃度一般為2000mg/L左右，氨氮濃度一般為800mg/L左右，SS濃度一般為50g/L左右。目前我國一共有2000余所高校，產(chǎn)生的污水大多情況下都排放到市政管道，最后進(jìn)入城市污水處理廠進(jìn)行處理，這樣一來加大了市政管道及所處地區(qū)污水處理廠的處理壓力。特別是化學(xué)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)室排放的實(shí)驗(yàn)污水還會對管道產(chǎn)生腐蝕作用，若實(shí)驗(yàn)污水發(fā)生滲漏，會對當(dāng)?shù)氐耐寥涝斐刹豢赡娴奈廴竞臀：?。在這樣的情況下校園廢水的處理及回用技術(shù)的研究及開發(fā)有著較大的學(xué)術(shù)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

膜生物反應(yīng)器是將活性污泥法和膜分離法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，目前被廣泛應(yīng)用到城市污水及各種工業(yè)廢水的處理和回用技術(shù)中。大量的研究表明，膜生物反應(yīng)器出水有機(jī)物濃度低、水力停留時(shí)間短、出水可作為中水進(jìn)行回收利用。

1 試驗(yàn)裝置與方法

1.1試驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室用的膜生物反應(yīng)器，此次采用的膜生物反應(yīng)器為一體式膜生物反應(yīng)器試驗(yàn)裝置，見圖1，反應(yīng)器的容積為50L，反應(yīng)器中的膜組件為中空纖維式膜，安裝在膜生物反應(yīng)器中部，中空纖維膜的膜孔徑選擇0.1～0.2μm，校園廢水從膜生物反應(yīng)器的底部流入反應(yīng)器，廢水在反應(yīng)器內(nèi)通過中空纖維膜組件，采用泵抽吸的方式完成廢水的排放。反應(yīng)器采用鼓風(fēng)曝氣方式，通過曝氣管及曝氣頭完成氣體的通入，曝氣管安裝在膜生物反應(yīng)器的底部，曝氣量的調(diào)節(jié)采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)行控制，改變反應(yīng)器中溶解氧環(huán)境。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)工藝選用缺氧-厭氧-好氧（A2/O）工藝完成運(yùn)行，缺氧段的運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為4h，溶解氧濃度設(shè)置為0.2mg/L～0.5mg/L，厭氧段的運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為3h，溶解氧濃度設(shè)置為<0.2mg/L，好氧段的運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為16h，溶解氧濃度設(shè)置為>2mg/L，運(yùn)行周期為15d[1]。試驗(yàn)過程中的溫度采用室溫（18℃～22℃），將進(jìn)入反應(yīng)器的廢水pH值調(diào)節(jié)控制在6.5～7.5之間。

反應(yīng)器中的初始污泥濃度控制在4000mg/L[2]，在反應(yīng)的過程中不采取排泥措施，分別采用傳統(tǒng)的絮狀污泥和經(jīng)培養(yǎng)的顆粒污泥，將二者進(jìn)行對比試驗(yàn)，真空泵控制抽吸時(shí)間10min，停吸時(shí)間5min，間歇抽吸方式運(yùn)行[3]。每個(gè)抽吸運(yùn)行周期后進(jìn)行中空纖維膜膜組件的清洗，先用清水進(jìn)行清洗，再用0.3%的NaClO進(jìn)行浸泡，總清洗時(shí)間為24h[4]。

1.3分析項(xiàng)目與測試方法

進(jìn)水的測定項(xiàng)目包括COD、氨氮、總磷等項(xiàng)目。同時(shí)對反應(yīng)器內(nèi)部混合液、膜組件出水、膜組件之前的出水等項(xiàng)目進(jìn)行測定。污泥的測定項(xiàng)目包括膜生物反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧DO、污泥濃度MLSS、污泥體積指數(shù)SVI等參數(shù)。測定方法均采用標(biāo)準(zhǔn)方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 污泥濃度的變化

污泥在反應(yīng)器中的增長情況，可以測定反應(yīng)器中的污泥濃度MLSS來實(shí)現(xiàn)。絮狀污泥一體式膜生物反應(yīng)器和顆粒污泥一體式膜生物反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度MLSS變化如圖2所示。

測定結(jié)果顯示，添加絮狀污泥的膜生物反應(yīng)器中的污泥濃度MLSS由開始時(shí)的4000mg/L增加到運(yùn)行周期結(jié)束后測定的污泥濃度MLSS為5695mg/L，增加幅度達(dá)到了42.38%;添加顆粒污泥的一體式膜生物反應(yīng)器中的污泥濃度MLSS由周期開始時(shí)的4000mg/L增至周期結(jié)束后測定的污泥濃度MLSS為8071mg/L，增加幅度達(dá)到了101.78%。

添加顆粒污泥的一體式膜生物反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度MLSS增長幅度比添加絮狀污泥的一體式膜生物反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度MLSS增加幅度增加了59.40%。主要是因?yàn)樵谝惑w式膜生物反應(yīng)器內(nèi)添加了人工培養(yǎng)馴化的顆粒污泥后，污泥的活性大大得到了改善，污泥濃度MLSS也有較大幅度的增加，對廢水的處理效果是有利的，通過實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)校園廢水采用該種方法進(jìn)行處理效果更好，適應(yīng)性更強(qiáng)。

2.2 污泥疏水性能的變化

污泥在反應(yīng)器中的親水和疏水性能的情況，可以測定反應(yīng)器中的污泥Zeta電位來實(shí)現(xiàn)。絮狀污泥一體式膜生物反應(yīng)器和顆粒污泥一體式膜生物反應(yīng)器內(nèi)的污泥Zeta電位變化如圖3所示。

添加絮狀污泥的一體式膜生物反應(yīng)器，在15d的反應(yīng)周期內(nèi)運(yùn)行時(shí)，污泥Zeta電位的測定結(jié)果取平均值，數(shù)值為-23.856mV，添加顆粒污泥的一體式膜生物反應(yīng)器，在15d的反應(yīng)周期內(nèi)運(yùn)行時(shí)，污泥Zeta電位的測定結(jié)果取平均值，數(shù)值為-5.329mV，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是顆粒污泥相對于傳統(tǒng)的絮狀污泥其污泥體積較大，污泥結(jié)構(gòu)相對比較緊密，所以相對于絮狀污泥顆粒污泥的疏水性能要更強(qiáng)一些。所以在一體式膜生物反應(yīng)器中體現(xiàn)出了顆粒污泥的優(yōu)勢。

2.3 污泥沉降性能的變化

污泥在反應(yīng)器中的親水和沉降性能的情況，可以測定反應(yīng)器中的污泥體積指數(shù)SVI來實(shí)現(xiàn)。絮狀污泥一體式膜生物反應(yīng)器和顆粒污泥一體式膜生物反應(yīng)器內(nèi)的污泥體積指數(shù)SVI變化如圖4所示。

添加絮狀污泥的一體式膜生物反應(yīng)器，在15d的反應(yīng)周期內(nèi)運(yùn)行時(shí)，污泥體積指數(shù)SVI的測定結(jié)果取平均值，數(shù)值為130.82mL/g;添加顆粒污泥的一體式膜生物反應(yīng)器，在15d的反應(yīng)周期內(nèi)運(yùn)行時(shí)，污泥體積指數(shù)SVI的測定結(jié)果取平均值，數(shù)值為43.31mL/g。添加了顆粒污泥的一體式膜生物反應(yīng)器內(nèi)污泥體積指數(shù)SVI平均值比添加絮狀污泥的一體式膜生物反應(yīng)器內(nèi)的污泥體積指數(shù)SVI平均值小，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是顆粒污泥相對于傳統(tǒng)的絮狀污泥結(jié)構(gòu)更加致密，污泥的沉降速度也相對比較大，所以，利用一體式膜生物反應(yīng)器處理校園廢水中添加顆粒污泥后的污泥沉降性能要比添加絮狀污泥的效果好。

3 結(jié)論

在一體式膜生物反應(yīng)器處理校園廢水中，添加了顆粒污泥的一體式膜生物反應(yīng)器中的污泥濃度MLSS比添加了絮狀污泥的一體式膜生物反應(yīng)器中的污泥濃度MLSS增長幅度大，添加了顆粒污泥的一體式膜生物反應(yīng)器中的污泥疏水性能比添加了絮狀污泥的一體式膜生物反應(yīng)器中的污泥疏水性能好，添加了顆粒污泥的一體式膜生物反應(yīng)器中的污泥沉降性能比添加了絮狀污泥的一體式膜生物反應(yīng)器中的污泥沉降性能好。

參考文獻(xiàn)：

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