高浓度有机废水A2/O-MBR处理工艺-第2页-undefined

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2.2 系统对NH3-N 的去除效果

在A2/O-MBR 工艺长达1 个月的运行中，采用间歇曝气的运行方式，获得很好的硝化和反硝化效果，达到高效去除NH3-N 的目的。系统对NH3-N 的去除效果见图 3。

图 3 系统对NH3-N 的去除效果

组合工艺对NH3-N 的去除途径包括生物同化和硝化作用，以硝化作用为主〔7〕。由图 3 可以看出，MBR 出水中NH3-N 平均质量浓度为6.7 mg/L，系统对NH3-N 平均去除率高达96.8%以上。NH3-N 的去除几乎完全靠生物反应器中的微生物作用完成的，这表明该系统硝化反应进行得比较完全。这是因为膜对NH3-N 的截留作用很小，而膜反应器内可保持较高的MLSS 和较长的污泥停留时间(SRT)，有利于硝化菌的生长繁殖，从而保证了系统良好的硝化效果和较强的抗冲击负荷能力。由于MBR 池设置了缺氧区和泥水回流装置，并且存在好氧回流，NH3-N 在好氧区通过硝化作用转换为NO2--N 和NO3--N，然后随泥水混合液回流到缺氧区而发生反硝化，使反硝化菌有足够的硝酸盐作为电子受体，将其还原成N2，TN 得到了较好的去除〔8〕。当进水TN质量浓度在180~280 mg/L 之间时，MBR 出水中TN质量浓度在12~25 mg/L 之间，TN 平均去除率在92.6%左右。

2.3 系统对色度、浊度和SS 的去除效果

试验表明，系统对色度的去除效果一般，MBR进水色度在310~470 倍左右，经过MBR 处理后，色度降到43 倍，平均去除率为88.1%; 但处理水仍呈淡黄色，可能是产生色度的物质累积造成的，在工程实践中可考虑增加活性炭吸附装置。组合工艺对浊度的去除也始终维持在较高的水平，出水浊度为0.06 NTU，平均去除率达94%，优于传统活性污泥工艺单纯靠重力沉淀的处理效果。反应器出水SS 达到20 ~32 mg/L，平均去除率达95.3%，这主要是膜及其表面凝胶层筛分截留作用的结果。

2.4 污泥负荷对COD 去除率的影响

污泥负荷是指单位质量的活性污泥在单位时间内所承受的有机物的数量，或生化池单位有效体积在单位时间内去除的有机物的数量。污泥负荷在微生物代谢方面的含义就是F/M(F 指的是有机物量，M 指的是微生物量)比值，是影响污泥增殖的重要因素。在污泥增长的不同阶段，污泥负荷不尽相同，净化效果也相差较大。污泥负荷对COD 去除率的影响见图 4。

图 4 污泥负荷对COD 去除率的影响

经过反应装置中厌氧、缺氧和好氧等单元处理后，进入MBR 的污水中的COD 已有了很大程度的降解，提高了污水的BOD5/COD，其可生化性得到了增强。由图 4 可以看出，出水COD 随污泥负荷的变化而变化，当污泥负荷为0.40~0.55 kg/(kg˙d) 时，COD 去除率呈现随污泥负荷升高而上升的趋势，去除率保持在93.5%左右。当污泥负荷在0.55~0.80kg/(kg˙d)之间时，COD 去除率又呈下降趋势。总体上，当污泥负荷为0.40~0.80 kg/(kg˙d)时，COD 去除率达到89%以上。这说明当污泥负荷在0.40~0.55kg/(kg˙d)时，污水中的有机物既能满足污泥中微生物生长繁殖的需要，又在其处理能力之内。由于膜的高效截留作用，使反应器可维持长泥龄和较高的MLSS，从而降低了污泥负荷(F/M)，使其对COD 具有很高的去除能力〔9〕。

2.5 抽吸时间对膜过滤阻力的影响

停抽时间均取4 min，选取3 个抽吸时间(8、12、16 min)进行试验，在相同的操作条件(曝气量相同，混合液MLSS 保持在12 g/L 左右)下，考察了抽吸时间对膜过滤阻力的影响。结果发现：抽吸时间为8 min 和12 min 时的膜过滤阻力增加速率几乎相同，而抽吸时间16 min 时的膜过滤阻力上升较快，说明抽吸时间超过一定范围后，会加速膜污染。而抽吸时间为12 min 时能较好地维持膜通量，保持膜过滤性能的稳定。

2.6 膜通量对膜过滤阻力的影响

在A2/O-MBR 工艺运行中，随着膜过滤进行，悬浮污泥及混合液中的一部分物质会吸附在膜表面或内壁，易造成膜污染〔10〕。目前膜污染一般用膜过滤过程中的污染阻力来表征。系统运行时间愈长，污泥混合液的过滤阻力也愈大。试验考察了在抽停时间分别为12、4 min，曝气量在一定范围时，两组膜通量情况下的膜过滤阻力。结果表明：当运行时间增加时，膜过滤阻力也随之增长，并且呈现正线性关系。膜通量不同，其线性关系的斜率也会有所差异。膜通量为13.6 L/(m2˙h)时的膜过滤阻力上升速率要远小于膜通量为22.1 L/(m2˙h) 时的情况，即膜通量增大，膜过滤阻力明显增大，且增加幅度要远大于改变抽吸时间增加的幅度。这主要是因为膜通量(既施加在膜上的渗透压差)增大，将加快混合液中的活性污泥向膜表面沉积的速度，使污泥层过滤阻力增大，膜污染速率呈增加趋势，清洗周期逐渐变短。

3 结论

(1)A2/O-MBR 组合工艺对高浓度有机废水具有良好的处理效果。系统对COD、NH3-N、SS 的去除率分别达到97%、96.8%、95.3%，在MBR 中设置缺氧区和泥水回流装置可提高MBR 对污染物的去除效果。对污染物的去除，生物反应器起主要作用，膜截留只起到辅助作用。该组合工艺运行稳定，具有较强的抗冲击负荷能力。

(2)污泥负荷为0.40~0.55 kg/(kg˙d)时，COD 去除率呈现随污泥负荷升高而上升的趋势，去除率保持在93.5%左右。当污泥负荷为0.40~0.80 kg/(kg˙d)之间时，COD 去除率达到89%以上。

(3)当抽停时间分别为12、4 min 时，系统能保持膜过滤性能的稳定。随运行时间的增加，膜过滤阻力呈线性增长。膜通量不同，其线性关系的斜率会有所差异。在一定条件下，膜过滤阻力随膜通量增加而明显增大，膜通量为13.6 L/(m2˙h)时的膜过滤阻力上升速率要远小于膜通量为22.1 L/(m2˙h) 时的情况。

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