淹沒式膜生物反應(yīng)器是膜生物反應(yīng)器的一種。此工藝的特點(diǎn)是直接將膜組件置于生物反應(yīng)器中，污水中的污染物轉(zhuǎn)化以及污泥的分離發(fā)生在同一反應(yīng)器中，具有結(jié)構(gòu)緊湊，處理能耗低等特點(diǎn)。但由于其屬于好氧活性污泥工藝，也具有污泥產(chǎn)率高的缺點(diǎn)。為降低污泥產(chǎn)量，已有學(xué)者在人工合成污水和實(shí)驗(yàn)室規(guī)?；A(chǔ)上，采用二段式膜生物反應(yīng)器刺激原生動(dòng)物纖毛蟲和鞭毛蟲，以及后生動(dòng)物輪蟲和線蟲生長，并指出這些高能級(jí)原生動(dòng)物和后生動(dòng)物可降低污泥產(chǎn)率20%-30%[1-3]。

活性污泥中的后生動(dòng)物蠕蟲也可降低污泥產(chǎn)率[4-5]。此試驗(yàn)采用重力流平板膜設(shè)計(jì)了適合蠕蟲生長的二段式膜生物反應(yīng)器，主要 研究 了此工藝的出水水質(zhì)與水量，污泥產(chǎn)率以及膜污染狀況。

1 試驗(yàn)裝置與 方法

1.1 試驗(yàn)裝置

蠕蟲屬于高等后生動(dòng)物，主要以微生物為食，有時(shí)也以藻類(diatoms algae)和其他脊柱動(dòng)物為食，適合在好氧，水力擾動(dòng)強(qiáng)度不大，有毒物質(zhì)濃度低，食物充足的環(huán)境中生長[6-8]。根據(jù)蠕蟲的這些特點(diǎn)，本試驗(yàn)采用適合蠕蟲生存的二段淹沒式膜生物反應(yīng)器，如圖1所示。

本裝置特點(diǎn)：①將單一的反應(yīng)區(qū)分成污染物轉(zhuǎn)化區(qū)和污泥降解區(qū)。污水首先進(jìn)人污染物轉(zhuǎn)化區(qū)，在這一段里，污水中有毒物質(zhì)得到稀釋與轉(zhuǎn)化，對(duì)第二段污泥降解區(qū)中蠕蟲起到緩沖與保護(hù)作用。②為避免水泵對(duì)蠕蟲的高強(qiáng)度攪拌，選用攪拌強(qiáng)度小的擠壓泵。③通過調(diào)節(jié)回流污泥量和出水量，控制污泥在轉(zhuǎn)化區(qū)和降解區(qū)的分配，使得蠕蟲集中在污泥降解區(qū)里消化污泥。污染物轉(zhuǎn)化區(qū)和污泥降解區(qū)的有效容積分別為 600 L和 400L。在污泥降解區(qū)內(nèi)設(shè)置了10塊總有效面積為8m2 的板式膜。處理水和污泥在此進(jìn)行有效地分離。膜組件為日本九保田生產(chǎn)的耐污染的重力流聚乙烯微濾膜，膜孔徑為 0.4 μm。主要設(shè)計(jì)與控制參數(shù)見表1。

1.2 污水特點(diǎn)

污水為荷蘭Apeldoom市的城市污水。污水經(jīng)過0.Imm的篩網(wǎng)，然后進(jìn)人原水箱，最后進(jìn)人膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)。試驗(yàn)期間，進(jìn)人膜生物反應(yīng)器的原水水質(zhì)見表2。

2 結(jié)果與討論

2.l 出水水質(zhì)

運(yùn)行時(shí)，進(jìn)水泵由污染物轉(zhuǎn)化池內(nèi)液位控制器控制，采用間斷進(jìn)水，池內(nèi)有溫度和溶解氧調(diào)節(jié)器，溫度控制在25 ± 2℃，溶解氧控制在1.8-2.8 mg/L之間。以 CODcr和 NH3-N評(píng)價(jià)污水處理效果，淹沒式膜生物反應(yīng)器處理出水效果見表3。

我國回用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沖廁水和洗車水的化學(xué)需氧量均為 50 mg/L;沖廁水的氨氮為 20 mg/L;洗車水的氨氮為 10 mg/L《生活雜用水水質(zhì)指標(biāo)》CJ 25.l-89)。從表 3中可見，二段淹沒式膜生物反應(yīng)器出水的化學(xué)需氧量和氨氮都符合回用水的要求。出水除略帶淡黃色外，濁度均接近于零，完全可以作為中水進(jìn)行回用?；瘜W(xué)需氧量和氨氮量去除率均分別為97.31%和99.48%。出水水質(zhì)穩(wěn)定，反應(yīng)器運(yùn)行狀態(tài)良好。

2.2 出水水量

圖1 所示工藝流程中的膜組件為板式膜，膜的穿透壓卻由組件上方的水頭壓提供。膜的最大耐壓能力為 17 kPa，因此，其最高可利用水頭為1.69 m。在本系統(tǒng)中，通過控制進(jìn)出污泥降解池的流量，進(jìn)行出水流量控制。對(duì)于某一出水流量，必有相應(yīng)的水頭高度地而且在運(yùn)行過程中，△P值隨時(shí)間的增加有所增大，增大的快慢速度反映出膜污染狀況。如果膜受污染嚴(yán)重，則一迅速地提高。對(duì)于本系統(tǒng)采用的板式膜，其運(yùn)行結(jié)果見表4。

從表4可見，△p上升速度很慢，運(yùn)行1個(gè)月后，水頭壓力神才增高 343 Pa，表明此膜組件是一種耐污染的微濾膜，同時(shí)也說明，此系統(tǒng)具有較強(qiáng)抗污染能力。主要原因膜污染是由溶解態(tài)和膠體態(tài)有機(jī)物形成，在本系統(tǒng)中，這些有機(jī)物在污染物轉(zhuǎn)化區(qū)得到了降解，未降解的此類有機(jī)物也被污泥降解區(qū)高濃度的污泥所吸附，使得這些有機(jī)物極少有機(jī)會(huì)接觸到膜介質(zhì)，這樣，就減輕了膜污染。按此污染速度及膜的最大耐壓能力，此膜組件在無物理和化學(xué)清洗的狀態(tài)下，其使用壽命為4a。

此系統(tǒng)產(chǎn)水量及流量與時(shí)間關(guān)系見圖2。在運(yùn)行34 d內(nèi)，出水水量穩(wěn)定在100 L/h左右，共產(chǎn)水量 75.53 m3。根據(jù)此狀況，此工藝可 應(yīng)用 于生活污水處理與回用。

2.3 污泥產(chǎn)量

圖3 顯示了重力淹沒式膜生物反應(yīng)器蠕蟲數(shù)量與污泥產(chǎn)率的關(guān)系。當(dāng)蠕蟲數(shù)量為 1008條/mL時(shí)，污泥產(chǎn)率為 0.32 kg[SS]/kg[COD」，隨著蠕蟲數(shù)量升高至 2 66-3 88條/mL時(shí)，污泥產(chǎn)率在0.1-O.15 kg[ss]/kg[COD]范圍內(nèi)變化，并呈下降趨勢。值得一提的是，此結(jié)果是在常規(guī)污泥負(fù)荷(0.35-0.65 g[COD」/(g[SS]·d》和高容積負(fù)荷(2-5 g(COD)/(L·d)條件下取得的，表明反應(yīng)器生物降解有機(jī)物能力得到了加強(qiáng)，同時(shí)也充分表明了蠕蟲消化有機(jī)污泥的功能。

3 結(jié)論

將淹沒式膜生物反應(yīng)器分成污染物轉(zhuǎn)化區(qū)和污泥降解區(qū)可以刺激高能級(jí)后生動(dòng)物生長，從而達(dá)到少產(chǎn)污泥的目的。在低污泥產(chǎn)量情況下，膜生物反應(yīng)器出水水質(zhì)良好，其水質(zhì)可達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。

試驗(yàn)同時(shí)表明，二段淹沒式膜生物反應(yīng)器是一種抗污泥性能好的新工藝，污水中溶解態(tài)和膠體態(tài)有機(jī)污染物在污染物轉(zhuǎn)化區(qū)得到降解，緩解了對(duì)設(shè)置在污泥降解區(qū)膜組件污染。

以九保田板式膜為污泥分離裝置的二段淹沒式生物反應(yīng)器出水穩(wěn)定，該設(shè)備可以實(shí)際應(yīng)用于污水處理與回用。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”