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本文用孔径为0.1mm左右的尼龙网代替微滤或超滤膜作为平板膜组件的膜材料,构建自生动态膜生物反应器中试装置,处理城市污水。分别考察了反应器在连续进水、连续出水的条件下,连续或间歇曝气阶段的运行特性,并根据运行情况对反应器进行了经济性分析。
试验结果表明:反应器在连续或间歇曝气阶段均能保持较好的COD、氨氮去除效果,两个阶段的COD平均去除率均在85%以上,而氨氮的平均去除率则高达90%以上;SV和SVI值均随反应时间的延长而降低,污泥沉降性能良好。
在连续曝气阶段,膜通量在26~74 L/(m2·h)范围内波动;由于反应器内溶解氧浓度较高,即便在温度低于15°C时,硝化效果也并未随温度降低而变差,氨氮去除率始终在90%以上;动态膜对上清液中的有机物和各种含氮化合物有一定的去除和转化作用;运行过程中,出水浊度一直低于5NTU,反冲洗结束后30分钟左右,出水浊度便降低到5NTU以下,体现了动态膜良好的固液分离特性:反应器具有较强的抗污泥负荷和容积负荷冲击的能力;在稳定运行阶段,跨膜压差在5cm以下,通常介于2~4cm之间;采用膜外曝气反冲洗的方式,以6cm的跨膜压差作为反冲洗的启动压差,则膜组件的反冲洗周期为十一、二天。
在间歇曝气阶段,按时间比为2:1的比例,设定曝气与搅拌时间分别为30min和15min。降低反应器内的溶解氧后,虽然有机物降解和硝化活性较连续曝气阶段略低,但污泥的反硝化活性却大幅提高,总氮的平均去除率为60.33%,总磷的平均去除率也由连续曝气阶段的38%左右提高到60.59%。
通过经济分析表明,与传统的MBR工艺相比,动态膜生物反应器的膜组件成本和运行能耗均较低,更符合节能的要求。