一体式膜生物反应器的污泥膨胀控制

一体式膜生物反应器的污泥膨胀控制摘要:通过试验探讨了污泥膨胀对一体式膜生物反应器(mbr)运行效果的影响及发生污泥膨胀的原因。结果表明,引起污泥膨胀的主要原因是bod负荷变化过于剧烈以及由此导致的do不足和ph值急剧下降;污泥膨胀会加剧膜污染,并导致nh3-n去除率下降,但对有机污染物的去除效果影响不大;通过调整bod负荷变化速率、提高混合液中的溶解氧含量,可使污泥膨胀得到有效控制。
关键词:一体式膜生物反应器; 污泥膨胀; bod负荷; 溶解氧
1 污泥膨胀的发生
试验从2001年11月开始运行,原水为洗浴废水,目的是探讨一体式膜生物反应器(mbr)的膜污染问题。2003年5月,由于受“非典”的影响,使得取水工作不能正常进行,于是将原水改为模拟生活污水。mbr进水水质的变化如表1所示。改变进水水质后mbr共发生了二次污泥膨胀,此间污泥变黑,反应器内产生了大量的泡沫并不断溢出,污泥沉降比由原来的30%升高到98%~99%,污泥的沉降性能极差。svi值呈上升趋势,*高达300ml/g,污泥膨胀非常明显。镜检发现,微生物的种类和数量呈减少趋势,污泥结构松散,颜色逐渐变深并有很多菌丝伸出,丝状菌长约100~300μm,直径约0.7~1.3μm。
2 污泥膨胀对运行效果的影响
2.1 对污染物去除效果的影响
试验表明,污泥膨胀对cod的去除效果影响不大,发生污泥膨胀后mbr对cod的平均去除率仍高达92.8%,但生物去除cod的效率有所降低。与cod去除情况相似,污泥膨胀对mbr去除bod的效果影响较小(对bod的平均去除率为95.9%)。
在mbr中膜的截留作用对氨氮去除的贡献非常小,故nh3-n基本靠微生物去除。由于发生污泥膨胀时的溶解氧只有0.7mg/l,使得硝化过程受到较大影响,导致对nh3-n的去除效果很差(见图1)。
2.2 对膜污染的影响
发生污泥膨胀后,膜对cod的去除率从13.2%增加到27.8%,膜污染加重,膜通量急剧下降,膜阻力上升速率提高了近5倍,在达到同一压降(0.05mpa)的条件下工作周期缩短了2/3(见图2)。
3 原因及控制措施
由表1可知,后期进水cod值为前期的3~4倍,bod5为前期的2~3倍,nh3-n更是高达10~20倍,由此导致污泥负荷率由0.14~0.18kgbod/(kgmlss·d)上升到0.48~0.67kgbod/(kgmlss·d),而bod负荷率为0.5~1.5kgbod/(kgmlss·d)时极易发生污泥膨胀。因此,**次污泥膨胀的原因是污泥负荷率变化过快和负荷率过高。负荷过高引起了供氧相对不足,导致丝状菌大量繁殖(镜检显示丝状菌为浮游球衣菌)。发生污泥膨胀后,首先从改善进水水质着手减小污泥负荷率并调节营养物质的比例,然后进行闷曝,同时提高混合液中的溶解氧含量。但是,在**次污泥膨胀即将被控制住时,较低的ph值再次诱发了丝状菌的生长,出现了**次污泥膨胀。经分析其原因是:原水在高位水池停留时间过长导致发生了早期消化反应,产生了大量的低分子有机酸和硫化氢。为此,减少了原水在高位水池的停留时间,并及时更换已经发生消化反应的原水,同时向反应器中投加碱调节ph值,经过十几天的运行后终于控制住了污泥膨胀。
4 结论
① 当mbr发生污泥膨胀时,对有机物的去除效果无明显影响,但会使nh3-n去除效果大大下降,并导致膜污染加剧,膜通量迅速降低。
② 污泥负荷率变化过快及负荷率过高是导致污泥膨胀的主要原因。因此在设计mbr时应采用合理的bod负荷率,并控制好曝气池的do和污泥浓度,避免由于污泥浓度过高而引起溶解氧不足。

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