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本课题开展了一体式膜生物反应器(MBR)处理某高校实验楼废水的中试研究,通过研究不同水力停留时间、溶解氧和温度等因素对处理效果的影响,寻找到了最佳运行参数。研究了在最佳水力停留时间和溶解氧的条件下,MBR对色度、浊度、SS、BOD5、COD、NH4+-N、TN和TP的去除效果与机制,以及MBR内污泥特性、污泥增殖动力学和有机污染物降解动力学,并分析了膜污染状况,之后进行了膜清洗研究,最后对此装置运行进行中水回用进行了经济成本分析。现场的中试研究表明:MBR对废水具有良好稳定的处理效果,当进水COD、NH4+-N浓度分别为157-321mgm、9-46mg/L时,综合考虑去除效果及经济可行性,本实验研究的最佳HRT为27h,DO为2-4mg/L。COD和NH4+-N的去除率都随着温度的升高而升高,本实验的最佳温度范围为20-23℃。在反应器运行稳定阶段,MBR对污染物的去除效果良好,对色度和浊度保持着很高的去除率,其范围分别为96.40%-99.20%和98.2%-99.1%,对SS的去除率可达到99%以上;BOD5的去除率在91.82%以上,平均去除率为93.01%;COD的去除率在91%以上,平均去除率为93.15%;对NH4+-N的去除率在88%以上,平均去除率90.87%;对TN和TP的平均去除率分别为71.63%和83.32%。出水满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准和《城市杂用水回用标准》(GB/T18920-2002)。装置内污泥浓度在2500-8500mg/L之间,污泥负荷恒定在0.03-0.17kgCOD/kgMLSS·d之间。随着运行时间增长,污泥活性MLVSS/MLSS保持在0.58-0.81之间,反应器进入稳定运行阶段后,SV30一直保持在80%左右,SVI值由原来的大于200逐渐下降到70-110这一范围内。实验过程中,污泥停留时间(SRT)为187d,污泥产率系数Y理论计算值为0.310mgMLVSS/mgCOD,污泥衰减系数Kd为0.0231d-1。污水的降解速率常数K的范围为0.0007~0.00136 d-1,平均值为0.00102d-1。对膜表面污染物进行了红外光谱分析,其吸收峰和对应的化学基团分别是:3407和2923cm-1(—OH伸缩振动、)、1646cm-1(C=O伸缩振动),并且氨基酸类在波数1023cm-1处表现出了强吸收,说明在膜表面有大量细菌滋生,造成了膜污染;对污染后的膜与新膜膜外表面进行扫描电镜分析,污染后膜表面有大量污泥层沉积,膜孔被堵塞。经物理清洗和化学清洗结合使用后,膜通量得到很好的恢复。采用MBR工艺对东华大学环境学院实验楼废水进行处理并作为中水回用(冲厕、绿化等)的经济估算,设备总投资为13.17万元,单位处理成本为1.33元/m3污水,表明MBR工艺处理该学校实验楼废水具有良好的经济效益,技术上也是可行的。