影響MBR穩(wěn)定運行的生物動力學參數(shù)
1 有機負荷
研究表明:好氧MBR出水受容積負荷與水力停留時間(HRT)的影響較小,而厭氧MBR出水受沖擊負荷與HRT的影響較大。李紅兵用MBR處理生活污水,在水力停留時間為1.5、5.8h,COD或負荷在高負荷(5.76Kg/(m3.d)與穩(wěn)態(tài)運行新下0.8-1 kg/(m3.d)處理效果基本相同,系統(tǒng)對COD去除率都達到90%以上。吳志超采用好氧MBR處理巴西基酸生產(chǎn)廢水發(fā)現(xiàn):容積負荷分別為1.2、2.4、3.6、4.8kg/m3.d),出水COD濃度變化不大;且HRT對出水水質(zhì)無明顯的影響。而何義亮用厭氧MBR處理高濃度食品廢水卻發(fā)現(xiàn):當容積負荷從2kg/(m3.d)升高到4.5kg/(m3.d),COD去除率從90%下降至70%;且HRT對處理效果有重要影響。對這些研究的比較發(fā)現(xiàn):在好氧MBR中,污泥濃度隨容積負荷的增加迅速升高,有機物去除速率加快,污泥負荷基本保持不變,從而抑制出水水質(zhì)的惡化;而在厭氧MBR中,污泥濃度升高緩慢,污泥負荷與容積負荷幾乎呈正相關(guān)關(guān)系,因此厭氧MBR出水水質(zhì)易受容積負荷的影響。
李紅兵、顧平對MBR處理生活污水的研究表明:沖擊負荷對有機物的去除沒有顯著的影響,但NH3-N受沖擊負荷影響明顯,出水NH3-N的惡化程度與沖擊負荷的大小成正比。這一現(xiàn)象可能是由于膜的攔截作用對NH3-N的去除并無貢獻,因此MBR對氮的去除效果易受生物反應(yīng)器處理效果影響。顧平的研究還發(fā)現(xiàn):在沖擊負荷條件下,膜通量衰減幅度是正常COD負荷的數(shù)十倍。通過分析沖擊負荷期間進水COD和MLSS間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)MLSS的變化規(guī)律與最大膜通量的降低有類似之處,COD沖擊負荷使反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度迅速增加,混合液的粘度增加,從而使液-固分離困難;同時處于對數(shù)增長期的污泥活性高、有大量細胞外聚合物存在,增加了膜過濾阻力,導(dǎo)致膜最大出水量降低。
2 污泥濃度
污泥濃度是MBR系統(tǒng)的重要參數(shù),不僅影響有機物的去除能力,還對膜通量產(chǎn)生影響。許多研究都表明污泥濃度與溶解性微生物產(chǎn)物是影響膜通量的重要參數(shù)。研究成果表明:一定條件下污泥濃度越高,膜通量愈低。顧平在一體式MBR處理生活污水的研究卻發(fā)現(xiàn):當曝氣強度足夠大時(氣水比近似100:1),MLSS由10g/L變化到35g/L時,MLSS與膜通量沒有明顯的相夫性;但如果降低暖氣強度,MLSS對膜通量可能產(chǎn)生一定的影響。
污泥濃度對膜通量的影響程度與曝氣強度,膜面循環(huán)流速,水力學條件等密切相關(guān)。桂萍應(yīng)用正交試驗的方法對一體式MBR中膜污染速度與污泥濃度、曝氣量和膜通量的關(guān)系進行考察,研究結(jié)果表明:不同污泥濃度均存在一個污泥在膜表面大量沉積的臨界膜通量,當膜通量小于臨界膜通量,膜污染主要由溶解性有機物在膜面的沉積引起;當膜通量大于臨界膜通量,膜污染主要由懸浮污泥在膜面的沉積引起;在污泥濃度較低時,曝氣強度對膜的污染影響不大,在中、高污泥濃度條件下,增加曝氣強度有利于減緩膜污染;臨界膜通量J與污泥濃度MLSS、曝氣強度QA有以下關(guān)系:QA/J=8.34e0.07MLSS.但該試驗中各變量的取值范圍較窄。劉銳在桂萍試驗的基礎(chǔ)上,采用均勻設(shè)計法,擴大各變量的取值范圍,以膜過濾阻力上升速率K作為膜污染發(fā)展速度的表征指數(shù),建立了膜污染發(fā)展速度模型:K=8.933*107.△P.MLSS0.532.J0.376ULr-3.047,膜過濾阻力上升速率K隨膜通量J與污泥濃度MLSS的增加而增加,隨膜間液體上升流速ULr的增加而減小。
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