MABR膜材料選擇優(yōu)化及微流場對生物膜性能的影響.pdf

1、MABR是一種具有廣泛應(yīng)用前景的利用透氣膜進行曝氣的新型有機廢水處理工藝，它有效的將生物膜和膜分離技術(shù)相結(jié)合，憑借能耗低、效率高、占地少、污泥少等優(yōu)點，逐漸成為污水處理的新工藝。曝氣膜材料特性及MABR反應(yīng)器內(nèi)流場特征對MABR的運行效能有重要的影響。
　　首先，本文通過對PVDF和PP中空纖維膜材料的表面形態(tài)、生物相容性、脫氮除碳及膜污染等進行研究，比較材料特性對生物膜及MABR運行的影響，提供選擇適合MABR膜材料的原則和依據(jù)

2、，以提高MABR運行效率。研究表明:PVDF纖維膜材料相比于PP纖維膜材料具有較強的生物附著性，在掛膜啟動過程中能夠更快的附著微生物膜，加快系統(tǒng)的啟動速度。通過觀察兩種膜表面生物污染情況，PVDF膜纖維表面呈魚鱗狀結(jié)構(gòu)，有效保護了膜孔不被微生物完全堵塞。PP纖維膜表面較為平滑，導(dǎo)致了較為嚴重的膜污染和較低的氧傳遞速率。水質(zhì)的處理效果中，選用PVDF纖維膜的MABR膜組件COD和TN的去除率分別為94.2％和77.6％，均高于PP纖維膜組

3、件（85.3％和61.4％）。實驗運行末期，曝氣膜孔被嚴重污染，生物膜內(nèi)溶解氧的分布差異致使RPVDF體系內(nèi)具有同步硝化反硝化和短程硝化反硝化共存的脫氮過程，而RPP體系內(nèi)的脫氮過程趨向于以短程硝化反硝化過程為主導(dǎo)。
　　其次，本文在課題組前期對MABR反應(yīng)器內(nèi)流場模擬優(yōu)化基礎(chǔ)上，對流場區(qū)域進行劃分，研究了組件中不同流場對局部纖維上微生物種群特性及生物膜的影響。微流場對生物膜密度、厚度及種群分布都有顯著的影響且各個階段的影響各不相

4、同，初期由于生物膜尚未成熟，尤其是進出口區(qū)域受剪切力及溶解氧影響較大，氨氧化菌(AOB)及亞硝酸鹽氧化菌(NOB)分布不均勻，隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)器各個區(qū)域的種群分布較為均勻，但由于膜污染較為嚴重，氧傳遞速率較之前下降較快。當反應(yīng)器穩(wěn)定運行后，生物膜分層較為明顯，AOB逐漸成為優(yōu)勢種群，反應(yīng)器向有利于短程硝化反硝化的方向進行。
　　本研究通過對兩種纖維曝氣膜材料MABR性能的分析比較，認為PVDF曝氣纖維更適于做膜曝氣生物膜反應(yīng)器