發(fā)布時間：2020-05-24 23:27

【摘要】：作為一種混凝劑,聚合氯化鋁(PAC)通常會被投加到膜生物反應器(MBR)內用于化學除磷和膜污染控制,但是由于膜組件的高效截留性能,大量的鋁鹽會在MBR內累積,其對MBR內污泥性能的影響很少受到學者們的關注。本文探究了在厭氧-好氧膜生物反應器(A/O-MBR)內累積的鋁鹽對污泥活性、污泥形態(tài)、菌群結構的影響及作用機制,提出了兩種減緩鋁鹽累積負面影響的策略并探討了其可行性。在A/O-MBR內持續(xù)投加PAC(28.3 mg/L)進行化學除磷,污泥中鋁鹽含量也持續(xù)上升。當污泥表面的鋁元素質量百分比達到14.2%時,反應器對氨氮、磷酸鹽、化學需氧量(COD)去除率均保持在80%以上。但是,污泥中氨氧化菌(AOB)、亞硝酸鹽氧化菌(NOB)活性和污泥比耗氧速率(SOUR)分別下降了82.1%、79.8%和46.4%,而且反應器的生物除磷能力幾乎喪失。此外,污泥的絮體結構變得更加分散密實,污泥粒徑顯著減小,胞外聚合物(EPS)中蛋白質含量明顯下降。鋁鹽的累積對菌群結構也造成了顯著的影響,Aridibacter屬相對豐度的持續(xù)增加可能是保證反應器仍能穩(wěn)定運行的主要原因。研究了污泥SOUR和鋁鹽累積量之間的關系,結果表明污泥受抑制程度與鋁鹽積累量呈正相關。比較兩個相同A/O-MBR在不同SRT(15 d和30 d)條件下的運行情況,結果發(fā)現(xiàn)兩個反應器的污染物去除率并無顯著差異,但是短的SRT有利于控制污泥中鋁鹽的累積速率。第54 d,污泥中的鋁元素質量百分比分別達到16.7%(SRT,30 d)和13.2%(SRT,15 d);污泥中AOB活性分別下降了10.94%和4.43%,以及NOB活性分別下降了22.99%和18.25%;相反,污泥的反硝化活性和吸磷效果顯著增強。因此,通過控制較短的SRT是可以減緩鋁鹽的累積對污泥硝化活性的抑制,但是也需要考慮膜污染的控制問題。在A/O-MBR內投加懸浮填料作為生物掛膜載體,研究PAC的持續(xù)投加對生物膜A/O-MBR工藝處理效能的影響。結果表明累積的鋁鹽可以促進懸浮污泥EPS含量的提升,從而使得生物膜量上升了17.5%。同時,累積的鋁鹽促進了Nitrospira屬在生物膜上的富集,使得生物載體的AOB和NOB活性分別增長了42.9%和65.9%。因此,向MBR內投加懸浮填料建立生物膜-膜生物系統(tǒng),可以消除積累的鋁鹽對污泥硝化作用產(chǎn)生的負面影響。
【圖文】：

常用的一體化污水處理設備主要以厭氧好氧工藝(A/O)、序批式活性污泥法(SBR)工藝以及 MBR 工藝為核心。鄭航宇[4]分析總結了上述三種農(nóng)村污水處理工藝存在的優(yōu)缺點，具體見表 1.2。其中，以 MBR 為主體的一體化處理裝置由于其結構緊湊、占地面積小、負荷高等優(yōu)點而被廣泛應用，，同時國內外學者也對該工藝做了不同程度的探索。針對一體化處理設備占地面積大，氮磷污染物去除效果差的缺點，研究者們提出了許多以 MBR 為主體的一體化組合工藝，A/O-MBR 便是其中處理效果較好的工藝之一。1.2A/O-MBR 工藝原理及技術優(yōu)勢1.2.1A/O-MBR 工藝原理A/O-MBR 是將傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝 A/O 工藝與現(xiàn)代膜分離技術相結合的新型污水處理工藝，即在 A/O 工藝中加入膜組件，用膜組件代替 A/O 工藝中的二沉池來實現(xiàn)固液分離，工藝簡圖見圖 1.1。

圖 2.1A/O-MBR 裝置圖Fig 2.1 Schematic diagram of the A/O-MBR表 2.1 浸沒式膜組件的性能參數(shù)Table 2.1 Performance parameters of submerged membrane module膜參數(shù) 膜信息生產(chǎn)廠家 杭州超濾膜技術有限公司膜材料 聚偏氟乙烯膜組件構型 束狀中空纖維膜運行方式 外壓式膜孔徑 0.1-0.2 μm膜壁厚 40-50 μm設計膜通量 15 L/m2/h
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2679165