中空膜生物床处理生活污水的中试研究.docx

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中空膜生物床处理生活污水的中试研究

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摘要：采用国产中空纤维膜研究了膜生物反应器（MBR）处理生活污水。试验结果表明：MBR工艺出水悬浮物为零，细菌总数优于饮用水标准，COD和氨氮去除率高于95%，出水可以直接回用。对MBR工艺进行的经济分析表明：与传统的三级处理相比，MBR工艺的基建费用低，但运行费用较高(目前MBR工艺的电耗为1.0kW·h/m3)。

关键词：生活污水中空膜生物床出水水质经济分析

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Pilot-ScaleStudyonTreatmentofDomesticWastewaterwithMembraneBioreactor(MBR)Process

Abstract：Astudyontreatmentofdomesticwastewaterwithmembranebioreactor(MBR)processwascarriedoutusingdomestichollowfibermembrane.TheresultsshowedthatsuspendedsolidsinMBReffluentwaszero;thetotalcountofbacteriawaslowerthantherequirementofdrinkingwaterstandard;theremovalsofCODandammoniawerehigherthan95%.Theeffluentcouldbereuseddirectly.EconomicanalysisonMBRprocessindicatedthattheconstructioncostofMBRprocesswaslowerthanthatoftraditionaltertiaryprocess,buttheoperationcostwashigherduetothecostofmembraneandthepowerconsumptionofMBR(1.0kW·h/m3).

Keywords:domesticwastewater;MBR;effluentquality;economicanalysis

膜生物反应器是将膜分离技术和生物处理技术直接相结合，几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中，这使反应器中的生物污泥浓度极高，理论上污泥泥龄可以无限长，使出水的有机污染物含量降到最低，极有效地去除氨氮，对难降解的工业废水也非常有效。膜过滤作用使出水清澈透明，无悬浮物，可直接回用。尤其是将中空纤维膜直接淹没在生物反应器水下而构成的淹没式中空膜生物床，能耗较低、体积较小、构造简单、运行方便。一体化的中空膜生物床可取代混凝、沉淀、过滤、吸附、消毒等多项处理工艺，同样获得高质量出水水质，因此它的研究更受重视。

膜生物反应器的开发除了涉及生物处理理论和膜过滤理论问题外，真正能开发成产品的关键是如何克服膜的污染和堵塞，使膜能长时间维持较大的通量，即在保持正常通量的情况下，尽量能延长膜的寿命；同时要降低曝气量，以减少工艺的电力消耗［1］。

本研究拟检验国产膜的可应用性，同时省去传统的出水抽吸泵［2］，采用位差驱动出水，省去复杂的气或水反冲洗设备，低水头间断工作，尽量降低曝气量和动力消耗，以使开发的设备尽快投入实际应用。

1试验方法和材料

1.1中试设备

设备如图1所示。反应器为聚氯乙烯塑料制造，矩形截面柱体(截面积为0.3m2)，有效水深H=3.6～3.9m，有效容积V=1.08～1.17m3(浮球阀液位控制器控制反应器的最高和最低水位，高低水位差为0.3m)，反应器内置6只中空纤维膜膜组件。膜出水靠水位差驱动，集水管统一收集出水，出水流量由流量计调节控制。

1.2中空纤维膜组件和装置的运行

试验中采用的中空纤维膜组件及其特性如表1所示。

表1试验中采用的中空纤维膜组件

膜材质

膜孔直径（μm)

组件表面积（m2）

制造商

聚偏氟乙烯（PVDF）

0.22

2.0

天津纺织工学院

中空膜生物床处理生活污水试验在1998年6月至1998年11月期间共采集数据约150d。设计出水流量200L/h，采用间歇运行方式，运行期间无反洗，无人工及化学药剂清洗。原水采用人工配制模拟生活污水(见表2)。

表2人工配水的组成mg/L

成分

C

CO（NH3）

KH2PO4

CaCl2

MgCl2

CuSO4

浓度

300

22.5

7.32

0.