一體式膜生物反應器的汙泥膨脹控製

摘要: 通過試驗探討了汙泥膨脹對一體(ti) 式膜生物反應器 ( MBR)運行效果的影響及發生汙泥膨脹的原因。結果表明 ,引起汙泥膨脹的主要原因是 BOD負荷變化過於(yu) 劇烈以及由此導致的DO不足和 pH值急劇下降;汙泥膨脹會(hui) 加劇膜汙染 ,並導致 NH3 - N去除率下降 ,但對有機汙染物的去除效果影響不大;通過調整 BOD負荷變化速率、 提高混合液中的溶解氧含量 ,可使汙泥膨脹得到有效控製。

關(guan) 鍵詞: 一體(ti) 式膜生物反應器; 　 汙泥膨脹; 　BOD負荷; 　 溶解氧

1　汙泥膨脹的發生

試驗從(cong)  2001年 11月開始運行 ,原水為(wei) 洗浴廢水 ,目的是探討一體(ti) 式膜生物反應器 ( MBR)的膜汙染問題。2003年 5月 ,由於(yu) 受“非典 ” 的影響 ,使得取水工作不能正常進行 ,於(yu) 是將原水改為(wei) 模擬生活汙水。 MBR進水水質的變化如表 1所示。改變進水水質後 MBR共發生了二次汙泥膨脹 ,此間汙泥變黑 ,反應器內(nei) 產(chan) 生了大量的泡沫並不斷溢出 ,汙泥沉降比由原來的 30%升高到 98% ～99% ,汙泥的沉降性能極差。SV I值呈上升趨勢 ,高達 300 mL /g,汙泥膨脹非常明顯。鏡檢發現 ,微生物的種類和數量呈減少趨勢 ,汙泥結構鬆散 ,顏色逐漸變深並有很多菌絲(si) 伸出 ,絲(si) 狀菌長約 100～300μm,直徑約 0 . 7～1 . 3μm。

2　汙泥膨脹對運行效果的影響

2.1　 對汙染物去除效果的影響

試驗表明 ,汙泥膨脹對 COD的去除效果影響不大 ,發生汙泥膨脹後 MBR對 COD的平均去除率仍高達 92 . 8% ,但生物去除 COD的效率有所降低。與(yu)  COD去除情況相似,汙泥膨脹對 MBR去除 BOD的效果影響較小 (對 BOD的平均去除率為(wei)  95 . 9%)。

在 MBR中膜的截留作用對氨氮去除的貢獻非常小,故 NH3 - N基本靠微生物去除。由於(yu) 發生汙泥膨脹時的溶解氧隻有 0 . 7 mg/L,使得硝化過程受到較大影響,導致對 NH3 - N的去除效果很差 (見圖 1)。

2.2　 對膜汙染的影響

發生汙泥膨脹後,膜對 COD的去除率從(cong)  13 . 2%增加到 27 . 8%,膜汙染加重 ,膜通量急劇下降 ,膜阻力上升速率提高了近 5倍 ,在達到同一壓降 ( 0 . 05MPa)的條件下工作周期縮短了 2 /3 (見圖 2)。

3　原因及控製措施

由表 1可知,後期進水 COD值為(wei) 前期的 3～4倍,BOD5為(wei) 前期的 2～3倍,NH3 - N更是高達 10～20倍,由此導致汙泥負荷率由 0 . 14～0 . 18 kg BOD / (kg MLSS·d)上升到 0 . 48～0 . 67 kg BOD / (kg MLSS·d) ,而 BOD負荷率為(wei)  0 . 5～1 . 5 kg BOD / ( kg MLSS·d)時極易發生汙泥膨脹。因此 ,*次汙泥膨脹的原因是汙泥負荷率變化過快和負荷率過高。負荷過高引起了供氧相對不足 ,導致絲(si) 狀菌大量繁殖 (鏡檢顯示絲(si) 狀菌為(wei) 浮遊球衣菌 )。發生汙泥膨脹後 ,首先從(cong) 改善進水水質著手減小汙泥負荷率並調節營養(yang) 物質的比例,然後進行悶曝 ,同時提高混合液中的溶解氧含量。但是 ,在*次汙泥膨脹即將被控製住時 ,較低的 pH值再次誘發了絲(si) 狀菌的生長 ,出現了第二次汙泥膨脹。經分析其原因是:原水在高位水池停留時間過長導致發生了早期消化反應 ,產(chan) 生了大量的低分子有機酸和硫化氫。為(wei) 此 ,減少了原水在高位水池的停留時間 ,並及時更換已經發生消化反應的原水 ,同時向反應器中投加堿調節 pH值 ,經過十幾天的運行後終於(yu) 控製住了汙泥膨脹。

4　結論

①　當 MBR發生汙泥膨脹時 ,對有機物的去除效果無明顯影響 ,但會(hui) 使 NH3 - N去除效果大大下降 ,並導致膜汙染加劇 ,膜通量迅速降低。

②　 汙泥負荷率變化過快及負荷率過高是導致汙泥膨脹的主要原因。因此在設計 MBR時應采用合理的 BOD負荷率 ,並控製好曝氣池的 DO和汙泥濃度 ,避免由於(yu) 汙泥濃度過高而引起溶解氧不足。