厭氧膜生物反應(yīng)器低溫運(yùn)行性能及膜污染研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，對(duì)傳統(tǒng)污水處理工藝提出了挑戰(zhàn)。膜生物反應(yīng)器因出水水質(zhì)好、占地面積小等特點(diǎn)成為污水處理廠提標(biāo)改造的主要應(yīng)用技術(shù)之一。與好氧膜生物反應(yīng)器相比，厭氧膜生物反應(yīng)器（Anaerobic Membrane Bioreacter， AnMBR）則秉承了低能耗可持續(xù)的理念，成為污水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但在眾多學(xué)者的研究中，考察 AnMBR反應(yīng)器在低溫條件下運(yùn)行性能的并不多，此外，膜污染問(wèn)題也一直限制著 AnM

2、BR反應(yīng)器的工程應(yīng)用。因此，本研究用孔隙較大的裂帛作為膜過(guò)濾材料，以顆粒污泥取代懸浮污泥，開(kāi)發(fā)了新型的AnMBR反應(yīng)器，通過(guò)該反應(yīng)器低溫（15℃）條件下的連續(xù)運(yùn)行，著重考察了 AnMBR反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的處理效果和膜污染過(guò)程，探究了膜表面污染層作用及反應(yīng)器微生物群落結(jié)構(gòu)特性，以期為控制膜污染問(wèn)題提供新的解決思路，為AnMBR在污水處理中的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
　　通過(guò)研究，本論文得到以下主要結(jié)論：
　?、僖粤巡鳛?/p>

3、膜過(guò)濾材料，以顆粒污泥取代懸浮污泥的AnMBR反應(yīng)器，在低溫15℃，水力停留時(shí)間HRT為3 h條件下處理模擬生活污水的揮發(fā)酸廢水。進(jìn)水COD平均濃度395.95 mg/L，出水COD平均濃度為39.35 mg/L，去除率為90％。進(jìn)水揮發(fā)酸由乙酸、丙酸和丁酸以 COD當(dāng)量比例2:1:1構(gòu)成，其中進(jìn)水乙酸平均濃度為209.94 mgCOD/L，出水未檢測(cè)到丙酸與丁酸，出水乙酸平均濃度為4.65 mg/L。較低的有機(jī)物出水濃度表明AnMBR

4、反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的處理效果較好。
　　② AnMBR反應(yīng)器運(yùn)行期間，隨反應(yīng)器的運(yùn)行時(shí)間的延續(xù)，跨膜壓差TMP逐漸升高而過(guò)濾通量Flux逐漸降低，最高TMP為23.60 kPa，對(duì)應(yīng)Flux為7 L/(m2·h)，膜清洗時(shí)間間隔40~50 d，TMP增長(zhǎng)速率為0.47~0.59 kPa/d， TMP增長(zhǎng)速率與膜組件選材有關(guān)。與中空纖維膜為過(guò)濾組件的 AnMBR反應(yīng)器相比，裂帛為過(guò)濾材料的 AnMBR反應(yīng)器膜污染速率更緩慢。膜清洗前電鏡

5、掃描照片表明，膜表面黏附大量污染物，膜孔隙幾乎完全被堵塞。出水顆粒物粒徑和膜過(guò)濾前溶解性微生物產(chǎn)物SMP濃度變化檢測(cè)結(jié)果表明，膜表面污染層可截留部分顆粒物質(zhì)、膠體和大分子有機(jī)物。
　　③低溫條件下運(yùn)行的AnMBR反應(yīng)器內(nèi)厭氧顆粒污泥活性較高，最大產(chǎn)甲烷速率為0.39 gCODCH4/（gVSS·d），膜表面微生物的乙酸降解活性活性折算成產(chǎn)甲烷速率為0.21 gCODCH4/（gVSS·d），表明膜表面微生物具有較好的乙酸降解能力。

6、屬水平上古菌菌群多樣性和群落結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，反應(yīng)器古菌主要為乙酸營(yíng)養(yǎng)型的產(chǎn)甲烷毛發(fā)菌屬（Methanosaeta）和氫營(yíng)養(yǎng)型的產(chǎn)甲烷桿菌屬（Methanobacte rium），二者相對(duì)豐度分別為79.72~91.55%、7.37~19.69%，總相對(duì)豐度＞98%，產(chǎn)甲烷毛發(fā)菌屬相對(duì)豐度明顯高于產(chǎn)甲烷桿菌屬，故反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲烷途徑以乙酸產(chǎn)甲烷為主。
　　④常溫（21~29℃）與低溫（15℃）厭氧反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥群落結(jié)構(gòu)對(duì)比結(jié)果表明