膜生物法(MBR)处理垃圾渗滤液的研究

http://www.hbjx.hc360.com2013年12月09日10:56 来源:西安建筑科技大学T|T

    本文主要从MBR对渗滤液污染物的净化特性、污泥微生物特性的变化规律、膜通量衰减规律和恢复措施、处理过程中渗滤液有机物性质的变化规律和污泥的过滤性能等几方面进行了详细的研究,主要研究结果如下:

    (1)首次采用浸没式厌氧MBR处理垃圾渗滤液,主要从污染物净化特性、膜通量衰减规律和恢复措施、高浓度氨氮对厌氧MBR处理渗滤液的影响等几方面对其进行了系统的研究。对于“非稳定”填埋场渗滤液,厌氧MBR对COD有较好的去除效果,去除率在75%以上(OLR为1.3-5.7kgCOD/m3d,HRT≥2d);膜的死端过滤运行方式和厌氧污泥沉淀性能差导致膜通量衰减迅速,清洗频繁,但定期振动、闲置和反冲等措施对膜通量有较好的恢复效果;当氨氮浓度小于3600mg/L时,不会对厌氧MBR处理垃圾渗滤液的正常运行产生明显的不利影响。本研究的结果充实了厌氧MBR废水处理的理论,为其在高浓度难降解有机废水处理中的应用提供理论依据和技术支持。

    (2)对于“非稳定”填埋场的垃圾渗滤液,“水解酸化+好氧MBR”工艺对COD有较好的去除效果,去除率在80-88%之间(进水COD为400-7600mg/L,HRT为1-3d);在HRT为1-3d,容积负荷为0.07-0.50kgNH3-N/m•d,回流比为300%的条件下,“水解+好氧MBR”对渗滤液中的NH4+-的去除率基本保持在99%以上,TN去除率在75%以上,说明该系统对渗滤液中氨氮有良好的去除效果。

    (3)通过对厌氧MBR和好氧MBR系统多项污泥微生物特性变化规律的长期研究发现:在试验过程中,厌氧污泥的最大比产甲烷活性、辅酶E420和VSS/SS基本上分别维持在0.41~0.47gCODCH4/gVSSd,0.43-0_55μmol/gVSS和0.55-0.57之间,未出现明显下降的现象,说明长期不排泥不会对厌氧微生物的活性造成不利影响;但好氧污泥的VSS/SS、脱氢酶活性和污泥颗粒平均粒径等指标分别由0.76、9.7μgTTC/mgVSS.h和46.39μm下降到0.64、1.8μgTTC/mgVSS.h和27.62μm,SV、SVI、胞外多聚物粘度等指标分别由33.4%、64.6mL/g、161.4mg/gVSS和1.25mPas增加到100%、180mL/g、295.8mg/gVSS和2.47mPas,说明长期不排泥会使好氧污泥的活性明显变差,应该采取定期排泥的措施使其维持在较高的水平。

    (4)通过对好氧MBR硝化特性的研究发现,当容积负荷小于1.5kgNH4+-/m3d时,氨氮去除率基本上保持在80%以上,该容积负荷是活性污泥法脱氮硝化段或普通生物流化床硝化段容积负荷的3.75-15倍,表明好氧MBR在氨氮硝化方面具有良好的性能。

    (5)经过MBR处理后,渗滤液的BOD5/COD由0.54下降到0.11,E254/TOC由0.0081增加到0.042,BOD5/COD和E254/TOC之间存在如下的线性关系:BOD5/COD=-11.93E254[TOC+0.61(R2=0.98),可以根据水样中E254/TOC的大小方便地判断水样可生物降解性的好坏;垃圾渗滤液和MBR出水中有机物分子量分布较为相似,即分子量小于300Da的有机物在总有机物中所占的比例最大,但随着处理程度的增加,该比例有所下降。

    (6)首次从微生物种类的角度对MBR污泥的过滤性能进行了系统的研究,试验发现:MBR污泥中细小的胶体和大分子粘性有机物是造成膜污染的优势污染物:厌氧污泥、好氧污泥和硝化污泥比阻都在1014-1016m/kg之间,压缩系数基本上大于0.75,说明MBR污泥具有难以过滤且易压缩的特性;三种污泥比阻的大小顺序是:好氧污泥>硝化污泥>厌氧污泥;三种污泥过滤沉积层孔隙率的大小顺序与比阻的顺序相反。

责任编辑:焦然

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