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2 实验结果与讨论

原水经水解酸化—MBR 系统处理后，COD、SS、NH4+-N、TN 和色度出水水质均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A 标准，各污染物去除率也高于传统的活性污泥法。

2.1 污泥性状变化

为了考察水解酸化—MBR 反应器中微生物膜随启动时间的动态变化，本研究定期对污泥取样，用扫描电镜考察污泥中的微生物相的情况。

与常规活性污泥相比，正常运行MBR 中的污泥形态比较松散，无较明显的絮状形态，产生这种现象的主要原因有两种：一是MBR 中曝气量过大，将污泥絮状结构催散;二是MBR 中MLSS 较高。污泥处于内源呼吸阶段，很难形成絮状结构。

2.2 对SS 的处理效果

MBR 膜本身空隙较小(<0.2 μm)，因此对悬浮物的去除也主要依靠过滤作用。系统启动之初MBR 对SS 的去除率仅为83.1%，这是由于启动阶段因膜面沉积层尚未形成，系统对悬浮物的去除主要依靠膜孔的截留作用，即膜的筛滤作用，MBR 系统膜组件与管路连接部位存在微小间隙，导致SS通过。经过一段时间的运行，MBR 系统稳定后，随着截留物质的增多，膜上逐渐形成凝胶层，此时对SS 去除贡献来源于这层凝胶层。出水SS 保持在0.5~3.0mg/L。这说明，正常运行后MBR 膜对SS 的截留机理发生变化，在泥水分离过程中膜实际起了一个骨架作用，膜表面凝胶层对小分子物质的截留往往具有不可替代的作用。膜面形成的沉积层协同膜的截留作用，提高了对悬浮物的去除率。

2.3 对COD 的去除效果

MBR 对有机物的去除主要来自两方面的作用：一是生物反应器对有机物的降解;二是膜的截留，大分子物质及悬浮物被截留于反应器后可比传统活性污泥法获得更多的与微生物的接触时间和机会，同时膜的截留也有助于某些专性微生物的培养，进而提高对有机物的去除率。

此外，在系统启动后的前10 d 生物反应器对COD 的去除率相对较低，COD 去除率均在70%以下。经过显微镜观察发现，微生物种类和数量较少，且微生物在污水中的运动性较差。在此阶段，对COD 的去除主要是依靠膜的截留作用，有机大分子物质和悬浮物被截留下来，而有机小分子物质和可溶性的有机物没有被去除。随着时间的增加，反应器内微生物浓度和活性都逐渐升高，生物降解发挥作用，从而使COD 去除率得到提高。系统稳定后，COD 去除率>89.90%，虽然进水COD 在200~450mg/L 之间波动，但出水COD 稳定在40~50mg/L 之间。运行后期，由于水解酸化工艺段微生物体系的成熟，提高了进入MBR 系统污水B/C 值，更加有利于MBR 反应器微生物生物降解作用，出水COD 进一步降低到20~35mg/L。

2.4 对NH4+-N的去除效果

膜分离使微生物完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，并且膜的截留作用防止了硝化菌的流失，给生物反应器内的增殖缓慢的硝化菌的保持高浓度创造了有利的条件，从而大大提高了硝化效率。当系统稳定后，出水NH4+-N接近于零。MBR 内去除NH4+-N 主要靠硝化菌的硝化作用，考虑到MBR 膜片的反冲洗要求，MBR 生物反应器内溶解氧(DO)高于普通活性污泥法反应器，本实验过程中MBR 内DO 值一直保持在5mg/L 左右，在MBR 内形成良好的好氧环境，利于硝化菌通过硝化作用去除NH4+-N。另外，MBR正常运行时MLSS 高达24.0 g/L 左右，MBR 内微生物，尤其是硝化菌群量大也利于NH4+-N去除。该工艺运行期间NH4+-N去除效果较好的另一个原因是该工艺污泥龄较长，为90 d，时间较长的亚硝化菌和硝化菌得以富集，使得系统具有较强的硝化能力。

2.5 对TN 的去除效果

污水处理厂出水TN 主要包括NH4+-N、NO3--N和NO2--N。实验期间出水NH4+-N一直较低，NO2--N 也较低(为0.02~0.08mg/L)，出水TN 以NO3--N为主，影响出水NO3--N浓度的主要因素为进水C/N 和水解酸化池HRT。系统启动初期，由于水解酸化系统反硝化菌群尚不成熟，TN 的去除率较低;水解酸化系统内MLSS 提高后，TN 的平均去除率有所提高，通过增加水解酸化池有效容积延长HRT后，此时TN的去除率进一步提升。实验系统中，TN的去除依赖于水解酸化工艺。

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