【正文】 負(fù)荷與良好的泥水分離效果，針對(duì)膜生物反應(yīng)器高能耗，易發(fā)生膜污染等問(wèn)題，采用射流曝氣，因?yàn)樯淞髌貧饽苣茱@著增加表面錯(cuò)流速度，有利于在膜組件表面形成較好的紊動(dòng)而大大延緩膜污染的形成。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3—N和NO2—N還原為N2釋放至空氣中，因此BOD5濃度繼續(xù)下降，NO3—N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。需要注意的是開始靜沉前。，%以上。一般而言,要同時(shí)達(dá)到氮、磷的去除目的,城市污水中碳氮比(COD/N)至少為4?5[2]。當(dāng)進(jìn)水TKN/COD較高時(shí),缺氧區(qū)無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全的脫氮,仍有部分硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū),因此又產(chǎn)生改良UCT工藝———MUCT工藝(見(jiàn)圖24)。 同濟(jì)大學(xué)高廷耀、張波等[34]認(rèn)為,傳統(tǒng)A/A/O工藝厭氧、缺氧、好氧布置的合理性值得懷疑。③缺氧段位于工藝的首端,允許反硝化優(yōu)先獲得碳源,故進(jìn)一步加強(qiáng)了系統(tǒng)的脫氮能力。Wanner在1992年率先開發(fā)出第一個(gè)以厭氧污泥中的PHB為反硝化碳源的工藝,取得了良好的N、P去除效果,該工藝就是DEPHANOX工藝。 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖本試驗(yàn)是在一體式膜生物反應(yīng)器中采用射流曝氣來(lái)減緩膜污染，將射流曝氣用于膜組件前面，利用射流曝氣強(qiáng)大的氣水沖刷能力提高膜表面的錯(cuò)流速度，使膜組件表面形成較大的紊動(dòng)而大大延緩膜污染的形成。 實(shí)驗(yàn)室常規(guī)測(cè)定 實(shí)驗(yàn)室凱氏氮蒸餾裝置圖27 實(shí)驗(yàn)裝置清水實(shí)驗(yàn)，在好氧池中注入清水，啟動(dòng)電機(jī)與抽水泵，實(shí)驗(yàn)觀察射流曝氣的充氧性能，測(cè)定該條件下的清水通量，得出最佳運(yùn)行條件。 逐漸增加進(jìn)水量，控制曝氣量，使好氧池DO值在24mg/l之間，進(jìn)水直至達(dá)到預(yù)計(jì)水量即達(dá)到滿負(fù)荷。經(jīng)過(guò)馴化，系統(tǒng)MLSS從6000mg/L降至4000mg/L左右，隨著微生物在新的環(huán)境中的慢慢調(diào)整適應(yīng)，活性污泥性狀開始轉(zhuǎn)好，污泥濃度逐步提高。1）系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行而導(dǎo)致的SMP（Soluble microbial products，溶解性微生物產(chǎn)物，主要是指微生物在代謝過(guò)程中排出或分泌的產(chǎn)物）的積累，而關(guān)于SMP的組成，金若菲等人[23]認(rèn)為主要是由UAP (substrate utilization associated production): 微生物在分解基質(zhì)產(chǎn)生能量，進(jìn)行自身生長(zhǎng)繁殖的同時(shí)產(chǎn)生；BAP(biomass associated production):微生物細(xì)胞內(nèi)源呼吸過(guò)程中，伴隨細(xì)胞解體釋放的，兩類物質(zhì)組成。上述三個(gè)作用機(jī)理所產(chǎn)生的強(qiáng)化作用各有側(cè)重，其中第一種機(jī)理主要強(qiáng)化對(duì)大分子溶解性物質(zhì)和不溶性SS的去除，而第二、三種機(jī)理主要強(qiáng)化對(duì)溶解性的小分子物質(zhì)的去除。從圖中可以看出，膜對(duì)于COD的去除所占貢獻(xiàn)比從初期的14%上升到了中期的45%再趨于平緩，%。系統(tǒng)具有一定的耐沖擊能力。但是在運(yùn)行的第17天開始發(fā)現(xiàn)缺氧池有N02N積累現(xiàn)象[22]，主要是由于這段時(shí)間段內(nèi)好氧段上清液COD濃度上升，大量微生物代謝產(chǎn)物在反應(yīng)器中積累，抑制了硝化菌的生長(zhǎng)，再加上缺氧段內(nèi)溶解氧濃度較低，為N02 N的積累創(chuàng)造了一定的條件[16]。調(diào)節(jié)膜出水閥門，、 Mp、 Mp，記錄不同壓力下膜的通量變化，其變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖313131314?？梢?jiàn)膜表面濾餅層的形成使得膜對(duì)原水的去除效果有了較大的提高，這時(shí)膜對(duì)原水中的污染物的去除機(jī)制主要是濾餅層對(duì)污染物的吸附和氧化降解?？梢?jiàn)具有吸附降解能力的濾餅層并不是在初期就能快速形成，而是需要一定的時(shí)間才能在膜表面形成。實(shí)際操作過(guò)程中膜污染是不可避免的，但是通過(guò)一些方法，膜污染能夠得到有效的控制。 膜的清洗1. 物理清洗　　物理清洗是指依靠機(jī)械的沖刷、反沖洗使得膜表面、膜孔內(nèi)的污染物脫落的過(guò)程。MBR 中反沖洗能使操作在較高通量下進(jìn)行而膜阻力不會(huì)顯著增加，并使膜結(jié)合力較小的污染物脫落，%[44]，優(yōu)化反沖洗頻率（15s/5min） 倍[43]。在高濃度、高微生物含量的污水中長(zhǎng)期運(yùn)行，膜的表面和內(nèi)部將會(huì)受到細(xì)菌及有機(jī)物的污染，因此每隔34周進(jìn)行一次在線化學(xué)藥洗，藥洗采用在線低壓浸潤(rùn)方式。在停止分離出水過(guò)程中，膜孔不再有吸力，由空氣氣流所產(chǎn)生的振動(dòng)將懸浮堆積于膜表面的顆粒抖落，并被沖洗液流迅速?zèng)_走，因而膜表面得以良好的沖洗。d)的容積負(fù)荷相比要高810倍，這也是膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)之一。由于本系統(tǒng)采用射流曝氣泵，由于其強(qiáng)大的復(fù)氧能力使得反應(yīng)器中污泥更加的細(xì)碎，所以設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來(lái)分析膜生物反應(yīng)器中污泥形態(tài)的變化，進(jìn)而得出這些變化對(duì)污染物去除效果的影響。起初污泥濃度雖然高，但是活性污泥較低，所以氨氮的去除效果較后來(lái)差。表41 污泥體積指數(shù)變化表運(yùn)行天數(shù)MLSS(mg/L)SV30SVI(mL/g)1601955%1022641464%4429360%139第4天以后至此階段實(shí)驗(yàn)結(jié)束，污泥的沉降性能始終保持著穩(wěn)定增長(zhǎng)。6）為防止膜污染，本實(shí)驗(yàn)在膜的下部設(shè)置空氣曝氣管，外連接射流曝氣裝置，利用曝氣產(chǎn)生的紊流對(duì)膜表面進(jìn)行沖洗，防止懸浮物的附著和沉淀。4．當(dāng)在線化學(xué)藥洗達(dá)不到預(yù)期的效果時(shí)，采用離線藥洗方式，本實(shí)驗(yàn)采用檸檬酸浸泡清洗。除了在制造工藝上采取了必要的措施外，還可以采取動(dòng)態(tài)吹掃和靜態(tài)吹掃等方法。異位化學(xué)清洗是將膜組件從反應(yīng)器中取出浸泡在化學(xué)藥劑中，能去除沉積在膜孔里和被緊緊吸附在膜表面的物質(zhì)[43]，是最有效的恢復(fù)膜性能[39]的清洗方法。另外，空曝氣并非在任何情況下都有效，由于空曝氣實(shí)際上是通過(guò)強(qiáng)化水流循環(huán)作用的物理清洗方法，因此，只有當(dāng)膜面附著的污泥層對(duì)膜的過(guò)濾阻力造成的影響很大時(shí),這種方法的效果才比較顯著。三是在線藥洗[2425]，但采用在線藥洗時(shí)需要小心謹(jǐn)慎，以免殺死反應(yīng)器中的微生物，也可采用拆卸膜組件，用藥水浸泡，通常采用的化學(xué)藥劑有次氯酸鈉、稀堿、稀酸、酶、表面活性劑、絡(luò)合劑和氧化劑等，至于對(duì)于不同的膜采用什么藥劑，用量是多少，配成什么濃度，清洗或浸泡多長(zhǎng)時(shí)間有待于作更優(yōu)化的研究。膜污染分為可逆和不可逆膜污染?？梢钥闯瞿ぴ诜磻?yīng)器運(yùn)行初期其表面具有攔截作用的濾餅層就能快速形成。自從清洗后，膜通量一直保持較穩(wěn)定狀態(tài)，說(shuō)明到實(shí)驗(yàn)結(jié)束膜通量變化不明顯，膜污染情況得到了有效的預(yù)防。系統(tǒng)出水硝化氮在48mg/L之間波動(dòng)，基本在6mg/L上下，出水穩(wěn)定，系統(tǒng)的硝化效果良好。而在第26天換膜后，出水氨氮出現(xiàn)小幅度的波動(dòng)情況，但是總氮出水仍然維持正常情況，可見(jiàn)，總氮主要是通過(guò)缺氧反硝化去除。在系統(tǒng)運(yùn)行的第26，27天出現(xiàn)了小幅度的波動(dòng)，是因?yàn)榈?6天換膜，換上新膜后膜表面的濾餅層尚未形成所致。同時(shí)為了了解COD在缺氧區(qū)的降解程度，可以首先假設(shè)缺氧區(qū)未降解COD，那么它的理論出水COD值應(yīng)該等于（進(jìn)水COD負(fù)荷+回流COD負(fù)荷）/（進(jìn)水量+回流量），通過(guò)計(jì)算，缺氧池COD理論值應(yīng)該為305400mg/L，而實(shí)際的缺氧段出水COD（見(jiàn)圖33）遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個(gè)值，因此可以認(rèn)為，原水中的COD在缺氧段已經(jīng)經(jīng)過(guò)了一定程度的降解。從而影響上清液濁度。保持了一個(gè)非常高的去除效果。3 系統(tǒng)處理人工合成污水的效果研究 系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物(COD)去除特性的研究 系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物（COD）去除效果的研究在反應(yīng)器運(yùn)行的60天內(nèi)，分別對(duì)進(jìn)水COD，缺氧池上清液COD，好氧池上清液COD，出水COD做了測(cè)定，其中上清液COD是指取反應(yīng)器中泥水混合液，經(jīng)過(guò)30min沉淀后取上清液測(cè)得。測(cè)定沉降比、污泥濃度，觀察活性污泥的生長(zhǎng)情況。按缺氧池濃度進(jìn)出守恒，設(shè)計(jì)進(jìn)水COD：N：P=300：5：1，如下表21所示，為運(yùn)行期間人工配水水質(zhì)要求范圍：表21 人工配水水質(zhì)要求項(xiàng)目CODcr mg/L氨氮mg/LKNmg/LPHTPmg/L硝態(tài)氮mg/L范圍3006005305350平均值45016200本研究，定期測(cè)定的指標(biāo)包括CODcr、NH+4N、TN、NO3N、NO2N、TP、濁度、PH值等。上清液在固定膜反應(yīng)池進(jìn)行硝化。這對(duì)于解決除磷系統(tǒng)反硝化碳源不足的問(wèn)題和降低系統(tǒng)充氧能耗都具有一定的意義,于是產(chǎn)生了利用DPB的反硝化除磷工藝。就工藝的最終目的而言,把厭氧區(qū)前置是否真正有利,利弊如何,是值得研究的。 取消初次沉淀池或縮短初次沉淀時(shí)間,使沉砂池出水中所含大量顆粒有機(jī)物直接進(jìn)入生化反應(yīng)系統(tǒng),這種傳統(tǒng)意義上的初次沉淀池污泥進(jìn)入生化反應(yīng)池后,可引發(fā)常規(guī)活性污泥法系統(tǒng)邊界條件的重要變化之一就是進(jìn)水的有機(jī)物總量增加了,部分地緩解了碳源不足的問(wèn)題,在提高除磷脫氮效率的同時(shí),降低運(yùn)行成本。三是隨著反硝化除磷細(xì)菌DPB的發(fā)現(xiàn)形成的以厭氧污泥中PHB為反硝化碳源的工藝,如:Dephanox工藝和雙污泥系統(tǒng)的除磷脫氮工藝。 A/A/O工藝的固有缺欠A/A/O工藝的內(nèi)在固有缺欠就是硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機(jī)負(fù)荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競(jìng)爭(zhēng),很難在同一系統(tǒng)中同時(shí)獲得氮、磷的高效去除,阻礙著生物除磷脫氮技術(shù)的應(yīng)用。馴化步驟：按設(shè)計(jì)處理量的30%左右連續(xù)進(jìn)水，在系統(tǒng)正常運(yùn)行前提下每天按現(xiàn)有處理量的10%遞增進(jìn)水，直到達(dá)到設(shè)計(jì)處理量。培菌步驟當(dāng)有菌種進(jìn)入曝氣池時(shí)，無(wú)論菌種是否投加完畢，必須立即開始培菌步驟。研究膜去除污染物的機(jī)理圖111 技術(shù)路線圖蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文2 實(shí)驗(yàn)裝置與研究方法 A/A/O實(shí)驗(yàn)裝置脫氮除磷 A/A/O法基本工藝原理A/A/O生物脫氮除磷工藝將傳統(tǒng)的活性污泥、生物硝化工藝結(jié)合起來(lái), 取長(zhǎng)補(bǔ)短, 更有效的去除水中的有機(jī)物。在實(shí)驗(yàn)處理人工合成污水時(shí)，采用射流曝氣為其充氧，通過(guò)改變硝化液回流比，來(lái)考察回流比對(duì)污染物去除效果的影響。1997年中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心開始了穿流式MBR 的研究工作，清華大學(xué)等高校開展了分離式MBR 和一體式MBR的研究。70年代后日本由于污水再生利用的需要, MBR 的研究工作有了較快的進(jìn)展。定時(shí)進(jìn)行膜清洗(如反沖洗、超聲波清洗等)對(duì)恢復(fù)膜通量都有明顯的作用，對(duì)減少膜污染、膜孔堵塞、疏通膜孔有幫助。羅虹等通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，投加粉末活性炭后膜污染阻力降低了約73%。劉銳等人發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)活性污泥法相比，膜生物反應(yīng)器中的大分子有機(jī)物濃度明顯較高。（2）膜污染的形成根據(jù)近年來(lái)對(duì)于MBR膜污染形成因素的研究，可以得知影響膜污染形成因素主要有三個(gè)方面；膜的性質(zhì)，混合液以及膜分離操作條件。這一過(guò)程也需要加大曝氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而增加了能耗。n 分置式MBR的運(yùn)行成本高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)處理。n 裝置簡(jiǎn)單，不需循環(huán)泵，只需一臺(tái)小流量的抽吸泵、曝氣器和一個(gè)反應(yīng)池即可。生物反應(yīng)器中混合液經(jīng)抽液泵加壓提送至膜組件，在壓力作用下，混合液中的液相濾過(guò)膜組件而成為處理出水。又按膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)器的組合方式，可分為分置式和一體式（淹沒(méi)式）兩種MBR。[8]人用萃取膜生物反應(yīng)器處理制藥工藝廢水(含有毒揮發(fā)性物質(zhì)如DCM) ，證明不論從技術(shù)角度還是從經(jīng)濟(jì)角度，它都優(yōu)于這類廢水的傳統(tǒng)處理方法，像活性炭吸附法、空氣清洗法、氣提法等。為了解決這些技術(shù)難題，英國(guó)學(xué)者Livingston于1993年研究開發(fā)了萃取式MBR（EMBR）。(2) 無(wú)泡曝氣膜生物反應(yīng)傳統(tǒng)的曝氣系統(tǒng)采用的是鼓泡曝氣供氧，動(dòng)力消耗大，氧氣傳質(zhì)效率低，無(wú)法滿足微生物對(duì)氧的需求。而根據(jù)膜組件在膜生物反應(yīng)器中所起作用的不同，可將其分為：分離膜生物反應(yīng)器、萃取膜生物反應(yīng)器和無(wú)泡曝氣膜生物反應(yīng)器三種類型。膜分離使污水中的大分子難降解成分，在體積有限的生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，大大提高了難降解有機(jī)物的降解效率。：聚丙烯中空纖維膜生產(chǎn)過(guò)程中，沒(méi)有投加任何添加劑和致孔劑等，因而化學(xué)穩(wěn)定性能好，可以采用強(qiáng)酸或者強(qiáng)堿清洗。80年代以后，隨著膜制造技術(shù)的發(fā)展、膜分離工藝的完善、膜清洗方法的改進(jìn)和污水廠出水水質(zhì)要求的提高，MBR開始在污水處理行業(yè)得到應(yīng)用。DorrOliver公司在60年代還開發(fā)了另外一種膜處理工藝MST（Membrane Sewage Treatment）。膜與生物處理工藝結(jié)合的膜生物反應(yīng)器研究迄今已逾30年了，近幾十年來(lái)更是得到迅猛發(fā)展。作為一種新型、高效的水處理技術(shù)，MBR 工藝正受到我國(guó)水處理工作者的重視。但是其缺點(diǎn)是對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)和連續(xù)在線分析儀表要求高，操作復(fù)雜，難于管理。污水生物處理法是19世紀(jì)末出現(xiàn)的污水治理技術(shù)，現(xiàn)今已成為世界各國(guó)處理污水的主要手段。 我國(guó)城市生活污水處理現(xiàn)狀我國(guó)污水處理面臨著水污染嚴(yán)重，污水治理起步晚、基礎(chǔ)差、要求高的形勢(shì)。 我國(guó)水資源現(xiàn)狀我國(guó)的缺水形勢(shì)尤其嚴(yán)峻。我們從曝氣方式入手采用射流曝氣膜生物反應(yīng)器加抽吸泵，取代了鼓風(fēng)機(jī)。關(guān)鍵字 膜生物反應(yīng)器；射流曝氣；膜污染；污泥形態(tài) Research on Treatment of Wastewater by Improved Membrane BioreactorAbstractMembrane bioreactor (MBR) technology has many advantages beyond with traditional methods, It has the very good application prospect, but energyintensive, Membrane fouling process is the main application of the MBR obstacles. We adopted from the aeration of aeration membrane bioreactors and suction pump, replaced the blower. Through the experimental study of nearly 100 days in this new system with artificial synthesis MBR sewage effect and th