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與傳統(tǒng)MBR相比，改進(jìn)型MBR在結(jié)構(gòu)上具有如下特點(diǎn)： 一， 1.與一體式MBR相比，MBR膜組件相對(duì)獨(dú)立于MBR膜生物反應(yīng)器，位于膜濾出水區(qū)，而一體式MBR膜組件直接懸掛于MBR膜生物反應(yīng)器中，相同之處在于水均通過(guò)負(fù)壓抽吸從膜單元外表進(jìn)入中空纖維引出，底部曝氣以減輕膜污染;
2.與分置式MBR相比，MBR膜組件與MBR膜生物反應(yīng)器之間無(wú)需泵和管線連接，相同之處在于MBR膜組件相對(duì)獨(dú)立于生物反應(yīng)器，MBR膜污染減輕。
改進(jìn)型MBR膜生物反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是：
1.較一體式MBR膜污染大為減輕，而較分置式MBR的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，工作壓力小，無(wú)水循環(huán)，節(jié)能;
2.處理對(duì)象不同。一體式MBR和分置式MBR的膜組件處理的是生物反應(yīng)器中經(jīng)生物降解的完全混合液，而改進(jìn)型MBR膜組件處理的是經(jīng)導(dǎo)流板預(yù)澄清的料液，SS濃度降低，有利于在不增加能耗的情況下減輕膜污染。除生物降解區(qū)外，工業(yè)廢水處理膜濾出水區(qū)也需少量曝氣(前者是為微生物提供好氧環(huán)境，后者是為了減輕膜污染)，因此該設(shè)備的具體能耗需進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。
二、試驗(yàn)用水和試驗(yàn)方法
試驗(yàn)采用的洗浴污水原水水質(zhì)pH值：6.5～7.0;CODCr：93～350mg/L;LAS：1.0～10mg/L;NH3-N：0.6～1.0mg/L;濁度：85～160NTU;SS：15～50mg/L;顏色灰白。
本次試驗(yàn)用水水質(zhì)為CODCr為129.0mg/L，LAS為6.4mg/L，濁度93NTU，具有芳香氣味。整個(gè)環(huán)保設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行一定時(shí)間穩(wěn)定后，進(jìn)行試驗(yàn)，每次試驗(yàn)結(jié)束后均用清水沖洗膜組件。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目采用國(guó)家環(huán)保局標(biāo)準(zhǔn)分析方法。
三、試驗(yàn)結(jié)果與分析
1.操作壓力與MBR膜通量的關(guān)系
膜通量隨操作壓力的變化而變化，操作壓力分別為：0.01、0.02、0.03、0.04、0.05MPa;相應(yīng)地MBR膜通量：0.72、3.34、 4.85、5.44、6.58mL/(m2?s)。可見，MBR膜通量隨操作壓力的增加而增加，即提高操作壓力可有效提高膜通量，考慮到操作壓力越大，所 需動(dòng)力消耗越高，本試驗(yàn)采用0.01Mpa為操作壓力。
2.HRT與COD及LAS的關(guān)系
由于改進(jìn)型MBR膜對(duì)活性污泥的高效攔截作用，使生物降解區(qū)的污泥濃度增高，對(duì)COD的去除效果很好，同時(shí)系統(tǒng)COD及LAS的去除與HRT有密切關(guān)系。
試驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)對(duì)COD的去除率隨HRT的增加而增大，2h時(shí)為74.99%，6h時(shí)為87.52%，但無(wú)論HRT為2h、4h、還是6h，出水 COD均小于40mg/L。由于HRT為2h時(shí)膜濾出水過(guò)多，至使填料露出水面，因此補(bǔ)加了部分原洗浴污水，使4h時(shí)COD的去除率降為71.86%，產(chǎn) 生波動(dòng)，但出水COD為36.3mg/L，仍小于40mg/L，這是懸浮污泥和附著污泥共同作用的結(jié)果，也是改進(jìn)型MBR生物降解區(qū)污泥濃度高，處理效果 好的綜合體現(xiàn)，即具有良好的抗沖擊負(fù)荷能力，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，另外，HRT越大，出水中LAS濃度越低，2h時(shí)小于0.2mg/L，滿足生活雜用水水質(zhì) 對(duì)LAS的要求。
3.膜對(duì)COD的攔截作用
通過(guò)對(duì)MBR出水水質(zhì)和膜濾出水區(qū)上清液水質(zhì)的同步監(jiān)測(cè)，可明顯觀察到膜對(duì)系統(tǒng)COD去除率的貢獻(xiàn)，監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，上清液COD始終高于膜濾出水COD，充分證明膜具有對(duì)可溶性COD攔截的作用。
整個(gè)系統(tǒng)對(duì)COD的去除率由生物降解區(qū)微生物對(duì)有機(jī)物的分解和膜濾出水區(qū)膜對(duì)COD的攔截兩部分組成，而膜濾出水區(qū)膜的攔截作用彌補(bǔ)了生物降解區(qū)處理性能 的不穩(wěn)定，保證優(yōu)良的出水水質(zhì)，膜對(duì)溶解性大分子有機(jī)物的攔截作用是由膜本身和傅學(xué)起，等改進(jìn)型膜生物反應(yīng)器處理洗浴污水的試驗(yàn)研究其表面形成的凝膠層共 同完成的。
4.容積負(fù)荷
改進(jìn)型MBR的高效截留作用使活性污泥幾乎全部截留在生物降解區(qū)，不僅維持了很高的污泥濃度，而且可大大提高其容積負(fù)荷。系統(tǒng)的COD容積負(fù)荷為 1.16kg/(m3?d)，較傳統(tǒng)的活性污泥法高1.5～2.5倍，同時(shí)有很好的污物去除效果和較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。
5.膜的污染與清洗
MBR雖具有諸多優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)今水處理技術(shù)的研究熱點(diǎn)，但膜污染引起的通量持續(xù)降低卻始終是其推廣應(yīng)用的主要障礙。
本試驗(yàn)自行設(shè)計(jì)的MBR可減輕膜污染的原因在于：
(1)生物降解區(qū)為復(fù)合式，MBR中的膜污染主要由膜表面對(duì)溶解性有機(jī)物的吸附及懸浮固體污泥的沉積引起。反應(yīng)器中懸浮污泥濃度越高，膜面沉積污泥量越 大，而膜面沉積污泥可阻擋通過(guò)膜面的混合液中溶解性有機(jī)物直接在膜面的吸附，從而使膜面吸附有機(jī)物量降低，相反，反應(yīng)器中污泥濃度越低，膜面沉積污泥量越 小，而膜面吸附有機(jī)物量越多。復(fù)合式反應(yīng)器的污泥量居中，因此，其綜合效果較好，膜通透量能維持在較高水平;
(2)導(dǎo)流板將裝置分為兩個(gè)區(qū)，
導(dǎo)流板的作用使膜濾出水區(qū)的污泥濃度較低，從而有效減輕膜污染。膜清洗采用自來(lái)水沖洗，通量基本完全回復(fù)，試驗(yàn)期間未采用其它清洗方法。需指出的是，由于 該裝置結(jié)構(gòu)的特殊性，其膜污染是以固體污泥吸附為主，還是以溶解性有機(jī)物的吸附為主，或兩者同時(shí)作用，尚需進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。
