动态膜生物反应器系统对城市污水的处理研究

【摘要】分别采用孔径为150目、200目尼龙网构建的动态膜生物反应器（DMBR）处理城市生活污水，在水力停留时间为12h，膜通量为35L/（m2・h）的条件下，考察了不同孔径膜基材系统的运行效果。DMBR运行稳定后，150目尼龙网DMBR连续运行26 d后，过膜压差（TMP）急剧上升，200目尼龙网系统连续运行18d后出现TMP的剧增。二种系统对COD和NH3-N去除效果较好，平均去除率均达86%和96%以上。

【关键词】尼龙网；动态膜；城市生活污水；膜通量

膜生物反应器（MBR）是膜技术和污水生物处理技术相结合的污水处理新工艺，并逐步应用于城市生活污水的处理[1] [2]；该工艺出水水质好；膜组件的成本低；重力自流出水；能耗小；出水通量大；膜污染问题易解决[3]。本实验以150目、200目不同孔径的尼龙网为动态膜基材，通过处理城市生活污水的中试实验，研究二种不同孔径膜基材的DMBR处理效果，并考察了膜孔径对膜通量影响。

1、试验装置和方法

1.1试验装置

试验装置如图1所示。膜组件采用150目和200目不同孔径的尼龙网制成，在反应器下方设置两组曝气头，侧下方曝气的作用主要是供氧，并保证生化反应池内液体充分混合。正下方曝气起供氧或反冲洗作用。反应器中部设挡板以形成内循环，避免“死角”。

1.2试验水质与运行参数

试验采用城市生活污水，水质情况如下：pH为6.3-8.5，水温为23-25℃，COD为120～372 mg/Lmg/L，氨氮为13.0～32.6mg/L，接种污泥取自污水处理厂的回流污泥（MLSS为8000mg/L，SV为60%）。

2、结果与讨论

2.1动态膜过滤压差的变化

从图2可以看出，孔径为150目的尼龙网膜基材DMBR连续运行26 d后，TMP急剧上升，而孔径为200目膜基材系统连续运行18d后就出现TMP的剧增，分析认为，小孔径膜基材过流阻力大，截留能力强，混合液中的颗粒物质极易附着在基材表面，加快膜污染的进程。但是在长达28d的运行时间内孔径为150目和200目尼龙网动态膜生物反应器基本维持在160L/h高通量范围内，且过滤压差上升平缓，这表明动态膜运行稳定，动态膜的过滤性能具有很大的改善潜力。由此可以认为动态膜生物反应器有高通量运行的可能性。

2.2DMBR对COD的去除效果

图3是试验期间150目和200目二种不同孔径的尼龙网DMBR对COD的去除情况。从图可以看出，虽然进水COD变化幅度在120～372 mg/L，但是试验期间两种孔径膜材料系统对COD的平均去除率分别为89.4%和86.2%，二者对COD都有较好的去除效果。在DMBR中，微生物对COD的去除起主要作用，但值得注意的是，动态膜对COD也具有一定的去除作用，这主要是膜基材表面的泥饼层也存在大量微生物，具有吸附和降解有机污染物的作用。

2.3DMBR对NH3-N的去除效果

图5是150目和200目二种不同孔径的尼龙网DMBR对氨氮的去除情况，由图可知，连续30天的监测发现，进水NH3-N波动范围较大（13.0～32.6 mg/L），但二反应器对NH3-N的处理效果稳定，NH3-N的平均去除率均达96%以上，说明DMBR具有较强的抗冲击负荷能力。

3、结论

（1）150目的尼龙网DMBR连续运行26d后，TMP急剧上升，200目的尼龙网DMBR连续运行18d后，TMP急剧上升。但二种DMBR系统通量基本维持在160L/h范围内，表明动态膜运行稳定，具有很大发展前景。

（2）反应器运行以后，二种系统对COD和NH3-N效果较好，均达到86%和96%以上。从二者的动态膜去除率可以看出，尼龙网表面附着较多的微生物，且因200目的尼龙网孔径较小，对悬浮态的微生物具有较高的截留效果，所以动态膜对COD的去除率高于150目。

参考文献

[1]熊江磊.动态膜生物反应器在废水处理中的研究[J].中国市政工程， 2008，6（136）：78-80.

[2]周彦，濮文虹，杨昌柱.自生生物动态膜反应器处理低碳氮比污水的研究[J].环境污染与防治，2007，4（29）：93-96.

[3]马强，，聂荣，石峻青等.动态膜生物反应器处理公路服务区污水[J].中国市政工程，2008，3（33）：44-47.