膜生物反應器工藝是將膜分離技術與生物反應技術相結合而開發的一種高效污水處理工藝。與傳統活性污泥法工藝相比,它具有 固液分離效果好 、生物反應器 內生物量多、剩余污泥少、出水水質好、占地面積小等優點【lJ。目前該技術已經 由實驗室階段走入了工程應用階段。然而,較高的運行費用和膜污染仍然是影響膜 生物反應器進一步推廣應用的主要因素。運行費用主要 由膜的定期更換和電耗 (曝氣機和 出水泵組成 )組成 ,隨著材料科學技術的發展,膜材料和膜組件的費用會逐步 降低,通過改進膜生物反應器的運行方式可 以降低運行成本,當前膜污染依舊是影響膜生物反應器推廣應用的主要障礙【2]。膜污染對膜生物反應器應用的影響主要表現在膜通量降低、操作壓力上升 以及膜清洗周期縮短,從而增加膜生物反應器的運行費用 。當前,膜污染 的控制對策主要為:氣、水、氣 /水混合反沖 ,化學清洗 ,膜材料改性 ,膜組件優 化,操作條件的控制,空氣噴射和活塞流等_3l。
曝氣強度是指單位時間內,通過膜箱單位截面積的氣體體積。它是衡量膜生物反應器能耗 的重要指標 ,也是影響膜污染的一個重要因素 。這主要是因為曝氣對污泥顆粒在膜面 的沉積具有一定的沖刷作用,可以減輕 由于污泥顆粒 附著于膜體而形成的初期污染。但是過高的曝氣可能對污泥絮體有強烈的剪切作用,致使污泥絮體 中微生物 、無機顆粒 ,菌膠 團等顆粒解體,釋放到混合液中,增加了溶解性物質的濃度和混合液粘度,從而加劇了膜污染f41,同時也提高了設備整體運行費用。因此,存在著經濟曝氣強度的概念,即膜生物反應器系統在經濟膜通量運行時的曝氣強度。在經濟曝氣強度下,可 以達到較高膜通量和較長膜清洗周期及較低運行費用 的統一。 本試驗利用 自主研發的新型重力出水式膜生物反應器,采用不 同重力水頭下的連續出水方式。省去出水泵,降低了能耗 ,同時也可減輕了污泥顆粒在膜表面的沉積,減少運行費用。通過改變不同曝氣強度對兩種膜組件膜通量變化的研究,嘗試找出這兩種膜組件在重力出水方式下的經濟曝氣強度。
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