某生活污水处理陶瓷平板膜MBR工艺实验研究

文_韩延波 李肖清

1 北京蓝源恒基环保科技有限公司 2 北京基亚特环保科技有限公司

膜生物反应器（Membrane Bio-reactor，简称MBR）是一种将传统生物技术与膜分离技术相结合的污水处理与回用工艺。该技术不仅可以在生物反应池内维持高浓度的微生物量，提高处理装置的容积负荷，节省占地面积，而且可以利用膜进行高效固液分离，取代传统工艺中的沉淀和过滤技术，系统出水水质优良。现在市场上常用的中空纤维膜，由于抗污染较差，需要定期冲洗及维护，由于在一些农村污水和工业污水处理项目中，由于维护不到位或来水水质成分复杂等，实际运行效果并不理想。

陶瓷平板膜具有抗污染性好、易于清洗再生、使用寿命长、化学稳定性好、机械强度高等优点，可以有效解决现有中空纤维膜在部分工程应用过程中存在的问题，在农村生活污水、医疗废水、垃圾渗滤液、屠宰废水等领域已得到广泛应用。通过在污水厂进行中试实验，对实验结果分析，确定相关设计参数。

1 实验材料与方法

1.1 实验用水

实验用水为某县城区生活污水处理厂来水，实验处理设计水量Q=500L/h，为具体指标见表1。

表1 进水水样水质表

1.2 实验材料

实验设备按照图1所示流程进行连接。

图1 工艺流程图

原水储存罐来水通过厂区提升泵提升至原水储存罐，主体反应器缺氧池、好氧池、清水池为碳钢箱体，各反应器之间用PVC管连接，进水泵用蠕动泵，根据蠕动泵上显示的转数显示进水流量。实验用平板膜每块0.25m2，孔径0.25μm。各反应器停留时间缺氧池2h、好氧池6.5h。

1.3 实验方法

实验各阶段进出水COD、氨氮、总氮、总磷浓度按照国标法进行测试。

2 实验结果与分析

2.1 膜出水通量实验

在不同出水通量下观察跨膜压差。陶瓷平板膜运行时要求跨膜压差在-30kpa以内，当通量超过-30KPa时需进行化学清洗。在膜通量在20～26L/m2·h时，随着膜通量的增大，跨膜压差基本没有变化，当进一步增大膜通量，跨膜压差逐渐增大。在膜通量在32L/m2·h，跨膜压差达到-30kpa，并且化学清洗后跨膜压差没有下降。综上所述，建议陶瓷平板膜设计通量取到25L/m2·h以内。

2.2 好氧池污泥负荷实验

在膜通量为25L/m2·h，好氧池停留时间6.5h，来水水温15℃，污泥浓度8000mg/L时考察出水水质情况。通过下表可以看出，在来水COD204.5～269.16mg/L，进水氨氮为21.95～36.24/L时，出水COD为14.45～25.89mg/L，氨氮为0.31～0.37mg/L，出水水质稳定达标在《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A范围内，经核算污泥负荷为0.076kgBOD/(kgMLVSS·d)。

2.3 反硝化速率实验

在膜通量为25L/m2·h，缺氧池停留时间2h，来水水温15℃，污泥浓度8000mg/L时考察总氮出水水质情况。通过下表可以看出，在来水总氮41.4～52.99mg/L，出水总氮在16.92-11.60mg/L之间，基本稳定在15mg/L以内，详见图2。经核算缺氧池反硝化速率为0.038 kgNO3-N/(kgMLSS·d)。

图2 实验进出水总氮

2.4 除磷效果考察

来水总磷范围为4.05～5.41mg/L，出水总磷2.1～2.35mg/L（前三天数值，第四天开始投加除磷药剂）。第四天开始投加除磷药剂PAC，投加量为500mg/L，出水总磷逐渐降低，最后基本稳定在0.5mg/L以内。

3 结语

本实验采用陶瓷平板膜MBR工艺对生活污水进行处理，在进水COD在204.5～269.16mg/L，氨氮在21.95～36.24mg/L，总氮在41.4～52.99mg/L，总磷在4.05～5.41mg/L的情况下，验证相关设计参数。

考察不同通量下跨膜压差，随着出水通量逐渐增大，在出水通量超过26L/m2·h时跨膜压差逐渐增大，建议设计跨膜压差取到25/m2·h以内。

好氧池停留时间6.5h，缺氧池停留时间2h，出水COD为14.45～25.89mg/L，氨氮为0.31～0.37mg/L，总氮为16.92～11.60mg/L，总磷在2.1～2.35mg/L之间。出水COD、氨氮能够稳定达标在一级A范围内，出水逐渐稳定后总氮也能基本稳定在一级A范围内，总磷难以达标，需要辅助化学除磷。