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随着工农业生产的迅速发展以及城市化进程的加快,城市综合污水由高浓度氮、磷营养物质的生活污水和工业废水组成,水质已不再是传统意义上的“市政污水”,污染物组分复杂,难以降解。另一方面,随着水污染问题日益被重视,尤其是2006 年国家推行节能减排以来,对城镇污水处理厂出水水质提出了更高的要求,逐步开始执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准。目前我国大部分污水处理厂采用氧化沟、A2/O、SBR等传统工艺的活性污泥处理方法,出水仅能达到GB18918-2002 二级标准。因此,污水处理厂在污水处理工艺上都进行了新的探索,以使出水满足更严格的排放标准。
膜生物反应器(MBR)是将传统的活性污泥法与膜过滤工艺相结合的一种污水处理工艺,具有占地面积小、出泥少、出水水质稳定等特点。随着MBR 及其组合工艺研究的不断深入,使得其在中大型污水处理厂中实际运用变为可能。本实验主要研究了用水解酸化—膜生物反应器(MBR)相结合的工艺处理含有大量印染废水的城市综合污水,使水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A 标准的要求。
1 实验部分
1. 1 工艺流程
本实验的工艺流程为原水经过格栅、初沉池后进入水解酸化池,进行反硝化。污泥混合液由泵提升到MBR 中进行好氧反应,并通过膜片过滤后出水,从而使最终出水达到排放的要求。其工艺流程如图1 所示。
1.2 实验设备
本实验中,MBR 系统内置膜元件是TO-RAY公司生产的TMR140 系列的平板膜。该膜片主要用于膜生物反应器,膜片具体参数为:平板式膜,膜孔径0.2μm,过滤方式为错流抽吸过滤,膜材料为PVDF+PET 无纺布,框架材料为ABS 树脂。MBR 系统为外形1m×1m×2.5m的箱体,有效水深2m,运行由PLC 自动控制。系统每片模的设计出水水量为600 L/h。采用真空泵出水,流量2m3/h,扬程14m,转速2 800 r/min,功率370 W。出水真空泵为间歇运行,运行8.5min 停1.5min。系统曝气量设定为10~15m3/h,风机采用三叶罗茨鼓风机,转速1000 r/min,流量20m3/h,功率750 W。
1.3 原水水质
本实验为中试实验。实验用原水为嘉兴某污水处理厂初沉池出水,水质指标为COD 200~450mg/L,BOD 50~120mg/L,SS 110~350mg/L,NH4+-N 15~45mg/L,TN 25~65mg/L,TP 3.6~18.5mg/L。
1.4 实验方法
本实验开始时,向水解酸化池和MBR 系统中接种污泥,接种污泥的混合液发挥性悬浮固体(MLVSS)质量分数达到40%左右,考虑到接种污泥活性较低,接种量约为悬浮固体(MLSS)200mg/L。而后MBR 系统进行闷曝,期间每天向装置内添加葡萄糖、碳酸铵和磷酸二氢钾等营养物质,5d 后启动试验装置。经过60 d 的连续运行,MBR 系统污龄为90 d,回流比为200%,每天处理水量为12m3。
1.5 测定项目与方法
各工艺环节测定项目包括pH、SS、COD、TN、NH4+-N、TP、色度等,均采用国家规定的标准方法以及国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》提供的方法进行测定。其中COD 测定用重铬酸钾法,色度测定用稀释倍数法,TN 测定用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法,TP 测定用钼酸铵分光光度法,NO3--N 测定用紫外分光光度法,NH4+-N测定用纳氏试剂分光光度法;NO2--N 测定用分光光度法;混合液悬浮固体(MLSS)、MLVSS、SS 测定用重量法,pH 值用pH 试纸测量,DO、pH 和温度测定用仪器法(WTW Oxi Level2 便携式溶解氧仪)。
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