在建設美麗鄉(xiāng)村的需求背景下，農(nóng)村污水處理的市場發(fā)展空間巨大。膜生物反應器技術具有水質(zhì)標準高、土建工程占地面積小、污染物降解效率高、剩余污泥量少、模塊化設計集成度高、自動化程度高等優(yōu)點，在農(nóng)村得到廣泛應用污水處理。MBR產(chǎn)品的穩(wěn)定通量、抗污染性能、使用壽命、儲存方式等因素是MBR技術在農(nóng)村污水中應用的關鍵，也在一定程度上限制了MBR技術在農(nóng)村污水中的廣泛應用。目前，農(nóng)村污水MBR工藝中使用的膜材料有PVDF、PES、PVC等。常見問題包括無法脫水保存、使用壽命短、通量衰減率高、清洗回收不徹底、離線清洗復雜等。一體化SP-MBR反應器是一種適用于農(nóng)村地區(qū)污水處理的一體化設備。其核心膜材料采用進口PTFE中空纖維膜作為MBR的分離膜，具有通量大、壽命長、脫水保鮮、污染完全回收等特點。本實驗研究了該工藝對農(nóng)村污水的水質(zhì)去除效果，論證了PTFE膜產(chǎn)品的通量穩(wěn)定性，為該工藝的廣泛推廣提供了理論依據(jù)。

1.檢測方法

1.1水質(zhì)

綜合試驗設備進水為云南某污水處理廠沉砂池出水，COD范圍為150~350mg/L，BOD5/COD范圍為0.4~0.6，NH+4-N濃度范圍為30~40mg/L，TP濃度范圍為3 ~ 5 mg/L，綜合反應器接種污泥采用該污水處理廠好氧池回流污泥。

1.2測試設備

試驗設備采用一體化容器試驗裝置，設計處理50噸/日的水，采用SP-MBR工藝。缺氧池、好氧池、膜池和設備操作室在20英寸的容器內(nèi)用鋼板隔開，裝置流程圖如圖1所示。

1.3聚四氟乙烯膜組件

一體化SP-MBR中的膜組件采用日本住友的浸沒式PTFE膜組件，膜組件的性能參數(shù)見表1。

1.4水質(zhì)檢測方法

一體化SP-MBR反應器進水、膜池混合液和膜系統(tǒng)出水的COD、TP、NH+4-N均采用標準方法檢測。

通過用膜面積轉換電磁流量計的讀數(shù)，獲得膜系統(tǒng)運行期間的瞬時通量。

膜運行過程中的跨膜壓力由負壓傳感器和液位計的讀數(shù)計算。

2.研究內(nèi)容

2.1 SP-MBR工藝污染物去除率

一體化SP-MBR反應器對COD污染物的去除效果如圖2所示。

從圖2可以看出，即使進水COD在150~350mg/L之間波動，SP-MBR反應器的出水水質(zhì)也相當穩(wěn)定，COD平均去除率達到92%，MBR膜出水COD在10~35mg/L范圍內(nèi)，基本達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002的一級A排放標準。

從圖3可以看出，在試運行的初始階段，NH+4-N的出水是不穩(wěn)定的。之后，即使反應器進水NH+4-N發(fā)生明顯變化，SPMBR反應器對NH+4-N的去除率仍在95%以上，出水NH+4-N濃度基本穩(wěn)定在1.50mg/L以下，充分說明膜分離濃縮了生長期較長的硝化菌，因此得以保留。

從圖4可以看出，SP-MBR反應器對T-P的去除效果比較穩(wěn)定，去除率在90%左右波動，主要是因為在反應器的進水口投加了0.25mol/T的聚合硫酸鐵輔助化學除磷。當進水TP質(zhì)量濃度為2.5~4.5mg/L時，出水中T-P濃度低于0.5mg/L，SP-MBR反應器出水中總磷僅依賴生化作用。

2.2聚四氟乙烯膜的操作

操作條件

參考膜制造商提供的基本膜性能參數(shù)，一體化SP-MBR反應器的設計運行通量為25L/(m2？h)，恒流運行，其他運行參數(shù)見表2。

2.2.2運行情況

一體化SP-MBR反應器從2017年10月10日開始連續(xù)運行，到2018年1月20日已經(jīng)連續(xù)運行100天。膜系統(tǒng)具有接近-50kPa的高跨膜壓差，在膜系統(tǒng)運行的第100天進行在線恢復性化學清洗。

整個試驗持續(xù)120天，PTFE膜組件在此期間的運行性能如圖5所示。

采用NaClO和NaOH混合溶液清洗，浸泡溫度為20℃，靜置時間為6小時，TMP從清洗前的-60kPa恢復到-8kPa，基本恢復到新膜運行初期的TMP值。在堿性環(huán)境下，NaClO的氧化作用更加突出，可以更好地去除膜表面的微生物污染物，所以NaClO和NaOH混合清洗效果更好。

市場上常見的MBR膜產(chǎn)品一般采用PVDF材質(zhì)，PVDF不耐強堿，所以常規(guī)PVDF膜在強堿條件下無法清洗，而PTFE MBR膜具有較強的耐堿性，耐受的pH范圍為0~14，所以在化學清洗過程中可以使用強堿清洗有機污染物，達到良好的清洗效果。

3.結論

(1)通過在農(nóng)村污水中的試驗，分析出一體化SP-MBR反應器對COD、NH4+-N、TP等關鍵指標的平均去除率分別可達92%、96%、91%，說明對水污染物的去除效果良好。

(2)試驗結果表明，一體化SP-MBR反應器中PTFE膜組件的實際瞬時通量可穩(wěn)定達到25L/(m2？h)，并能保證在線恢復性清洗周期不低于3個月。

(3)農(nóng)村污水中膜污染的主要類型是微生物有機污染。在本實驗中，當500mg/LNaClO和0.5%NaOH混合進行在線恢復性化學清洗時，膜性能基本上可以恢復到100%。(來源:蘇州蘇科環(huán)?？萍加邢薰?

免責聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容來源網(wǎng)絡，轉載是出于傳遞更多信息之目的，并不意味贊成其觀點或證實其內(nèi)容真實性。轉載稿涉及版權等問題，請立即聯(lián)系網(wǎng)站編輯，我們會予以更改或刪除相關文章，保證您的權利。
標簽:  一體式SP-MBR反應器處理農(nóng)村污水