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2 天津科技大学 天津市滨海新区塘沽环境保护监测站 300450
【摘 要】近年来，随着我国社会经济发展水平的不断提升，我国居民的环保意识越来越高。目前，城市生活污水的主要污染成分为含氮、磷类的有机物，其处理难度较大。随着污水深度处理标准的提高，单一的处理方法不能完全满足要求。各种工艺的有机结合应运而生，以实现相关要求，达到污水深度处理标准。因此文章重点研究水解酸化与MBR组合工艺处理生活污水。
【关键词】水解酸化；MBR工艺；生活污水
近年来随着人民生活水平的提高，对水处理质量逐渐关注，水处理压力越来越大标准也逐步提高。但是污水处理厂按照传统工艺进行处理后的排放水的水质尚达不到回用新鲜水的标准，仍含有BOD、COD、SS、NH4+-N、TP、细菌及重金属等有毒有害物质。因此研究污水处理工艺十分必要。
一、水解酸化和MBR膜反应器工艺概述
（一）水解酸化
1.工艺原理
水解酸化是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，主要是和其它工艺组合搭配来提高处理效率以及降低成本。水解酸化工艺主要用于有机物浓度较高的污水，是目前工业上极为重要的工艺之一。水解酸化工艺根据产甲焼菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，它具有池容小、短的优点，而且能适应水质范围很大。该工艺通常是作为难降解有机污水的预处理阶段，目的是破坏了难生物降解的大分子结构并适当改善污水可生化性。
2.工艺特点
水解酸化工艺过程是经过水解反应后将环状结构打断，变成一系列链状结构，是反应的可生化性提高，为接下来的的生化处理创造了良好的条件。该工艺与完整厌氧工艺相比较在难降解有机废水在经过水解酸化处理后方面提高了可生化性；降低了运行成本；驯化时间也变得更短。
3.工艺应用
目前对于水解酸化工艺己有一套完整的技术。针对水解酸化特点发展出一些工艺。目前这些工艺与其他工艺相比都表现出了相当强的竞争力，陆续成为当前被推广的的标准化工艺，无论是在印染、焦化、造纸等各个行业。
（二）MBR膜反应器
1.MBR的定义
（MBR）膜分离技术和污水生物处理技术是一种废水生物处理新工艺。MBR膜反应器利用其膜设备将反应池内的大量活性污泥和大分子有机物质截留下来，分别控制HRT和SRT，使难于降解的物质在反应器内充分反应、降解。对于膜反应器而言，首先，截留了生化反应池中的微生物，使活性污泥浓度增大，污水生化反应的降解进行的更彻底，再则，由于膜具有高精度的过滤性，使处理后的水清澈透，从而就可以不设置二沉池。因此，MBR膜反应器工艺在膜分离技术的支持下，与传统的生物处理方法相比，具有更高的生化效率、处理后出水水质稳定、构筑物地面积小，是最有前景的处理生活污水新技术之一。
2.膜反应器的特点
①对于MBR反应器，STR和HRT是彻底分离的，在设计及操作中得到很大的简化。②膜对污泥及大分子物质的截流作用减少了微生物的流失，使反应器内的污泥浓度很高，从而降低了污泥负荷，构筑物的设置省去了二沉池，减少了占地面积。③膜反应器的SRT较长，对增殖缓慢的微生物是有利的。如硝化细菌在这个环境中可以提高其硝化能力，有机物的处理效率得到更大的提高。④MBR的水力循环动力很强，使污水混合均匀，也使活性污泥的分散性较好、比表面积较大，处理污水的效果就更好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆⑤MBR反应器易于一体化设计。
二、水解酸化+MBR组合工艺处理生活污水研究
下面用水解酸化+MBR组合工艺对A地区生活污水进行处理，考察该污水处理装置在长期运行时的处理效果以及污水回用的可行性。
（一）试验材料与方法
1.试验装置
水解酸化池：L×B×H=60cm×30cm×150cm，有效容积200R池L×B×H=73cm×34cm×161cm，有效容积为300L；采用PVDF中空纤维膜，孔径0.1μm，有效膜面积6m2；出水通过蠕动泵抽吸，出水流量设定为2.0m3/d；反应器内装有液位计，保证反应器内水位恒定；膜组件下方安置曝气头，通过风机曝气。
2.分析方法
本研究采用的水质分析方法均依照国家环保局编写的 《水和废水分析检测方法》进行，试验中主要的分析项目如下：COD：重铬酸钾法；NH+4－N：纳氏试剂比色法；TP：钼酸铵分光光度法；MLSS：重量法。DO：膜电极法；pH值：玻璃电极法；T.D.S：电导仪法。
3.试验方法
将从A地区污水处理厂取回的污泥进行培养后，分别加入到水解酸化池和膜生物反应池中，等污泥性状稳定后，开始试验。实验的运行条件为，系统中的DO值控制在1.0～3.0mg/L左右，HRT为6小时，MBR中MLSS为8000mg/L左右。原水经潜水泵进入水解酸化池，进水为间歇进水，依靠反应器中的液位控制计维持反应器内液面恒定，经厌氧水解后再输送到膜生物反应池，在出水蠕动泵的抽吸作用下经中空纤维膜过滤出水。每日反冲洗泵开启工作半小时，清除吸附在膜表面的残留物质。MBR进出水分别由液位仪和继电器控制间歇运行，试验期间不排泥，监测出水水质变化。
（二）试验结果与讨论
1.水解酸化池的处理效果
试验结果显示水解酸化池对COD的去除率并不高，而且波动较大，平均在30%左右。但此阶段的主要目的是将污水不溶性的有机物水解成溶解性的有机物，将复杂的有机物发酵成简单的有机物，该过程虽然尚未将有机物转化为CO2、H2O等无机物，但提高了有机废水的可生化性，为后续好氧生物处理创造了更好的条件。
2.MBR的处理效果
经过生化降解和PVDF膜过滤后，COD平均浓度在35mg/L左右。这说明活性污泥对COD的去除起到了主要作用，而膜对系统出水的稳定性起到了主要作用，弥补了生物反应器处理性能的不稳定。COD的去除率保持在75%左右。MBR对氨氮去除效果。整个实验期间，进水氨氮浓度在30mg/L至48mg/sL之间波动，平均进水氨氮值为38mg/L，出水氨氮浓度在12mg/L至5mg/L间波动，平均出水氨氮值为7mg/L，MBR对氨氮的去除率最高达80%，最低为70%，平均去除率为75%左右，且随着时间的延长，氨氮去除效率逐渐增大，后来基本稳定下来。此外，磷的去除率大约在85%左右。由于反应器内有机物浓度没有大的增长，合成细胞对磷的需求量减少造成磷的去除率下降；膜的过滤作用，使部分难溶的磷酸盐、磷与钙镁离子生成的沉淀物以及含磷的微生物截留在反应器中从而加强了总磷的去除。反应器内是好氧环境，但絮体之间存在厌氧微环境，使聚磷菌能够对磷酸盐进行吸收和释放也可能是造成磷的去除率波动的原因。但由于含磷的污泥依然存在于生物反应器中，一旦遇到厌氧条件下，聚磷菌就会释放出磷，因此，定期的排泥可能使磷的去除效果更好。
总之，随着我国工业化进程的加速，经济的快速增长，污水深处理技术得到了快速发展。目前污水深度处理的发展趋势是将多种方法组合使用，利用不同方法的优势结合成最佳的处理方式，使污废水达到最好的处理效果好。符合国家污水深度处理标准，同时实现费用相对较低。
参考文献：
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[3]李静，李征，张彦平，李金国，刘子晨，张雨.A/O-MBR-臭氧-活性炭工艺处理混合污水的试验研究[J].河北工业大学学报，2014，05
论文作者:高旭,魏翔
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第11期
论文发表时间:2016/8/21
标签：污水论文; 反应器论文; 工艺论文; 污泥论文; 有机物论文; 组合论文; 生化论文; 《低碳地产》2015年第11期论文;