试析活性炭海绵动态膜生物反应器用于污水处理提标改造中试研究

赵利军

摘 要：动态膜生物特有的反应器，含有活性炭海绵这样的必备材质；它为平日内的排放污水、各类提标排放供应了参照。该文辨识了反应器凸显的除污成效、其他运行特性。经过比对可得，这类反应器可被推广采纳。活性原材独有的吸附属性、海绵空间构架二者彼此协同，增添了体系原有的去除实效。这类新颖的反应器，可替换惯用的深度处理，用来提标改造。反冲洗流程缩减了出水通量，稳定这类通量。

关键词：活性炭海绵 动态膜生物反应器 污水处理提标改造

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（b）-0097-02

膜生物反应器，平常出水水质最为优良、余留下来的淤泥也不多；与此同时，它占到的总用地偏小，正在受到注重。从现有状态看，制备薄膜必备的原材价格偏高，薄膜很易污染，这些弊病阻碍了后续的技术拓展。为了化解难题，创设了DMBR特有的新反应器。它建构在惯用装置的根基之上，融汇了粗孔筛网、基材中的无纺布[1]。后续过滤之中，生物动态膜很类似常常用到的微滤材质。它减小了压力，原材可以再生。

1 解析反应特性

1.1 反应器凸显的优势

膜生物反应器，含有动态特性的新式反应器。它提升了原有的处理成效，处理得来的水质优良。同时，拟定了简易的总流程，设备构架紧凑，很易自动管控，显示独特优势。传统路径下的膜生物反应，已经接近成熟。然而，初始耗费的金额还是偏大的，处理必备的组件耗费了偏多进价。反应膜被直接布设在污水之中，污染这类薄膜。这就缩减了设定的通量，缩减运行时段，阻碍着更广范畴的技术拓展。

与之相比，动态膜添加了活性特性的海绵，形成新的薄膜，即次生薄膜。这类组件固有的进价被缩减，有着很大孔径。微生物代谢时，在表层添加调制好的生物制剂，形成了动态膜。DMBR留存了惯用的工艺特性，缩减整体造价；同时，出水路径的水质可达到最佳，产生很大通量，很易清洗及管控。从现状看，关联调研涵盖了细分的组件类别、动态膜必备机理、若干影响成因、条件凸显的影响、后续清洗步骤。

1.2 材质及类别

动态膜制备必备的多样基材，含有陶瓷原材、过滤布及选购的玻璃纤维、新型微网材质。通过对比可得，这类原材制备好的动态膜，耗费金额都是很低的。活性炭海绵被归类为这样的原材范畴，它增大了固有的孔径尺度，提升处理效率。依照细分类别，动态膜含有自生特性的、预涂特性的。在这之中，自生动态膜采纳了偏大的网膜孔径来替换惯用的细微过滤；过滤进展之中，形成动态泥饼。预涂薄膜形成，是在真正去过滤以前，在表层添加薄厚适宜的这种涂层，薄膜附带着多样的微生物。

从形成进展可得，对比预涂膜，自生特性薄膜凸显了更易管控的优势。这是因为，自生薄膜如活性炭添加的海绵薄膜，常常会累积在固有的材质表层；但与之相比，预涂薄膜密切关系着后续的冲刷及涂抹、试剂强度要素。例如：预涂动态膜含有活性炭、各类高岭土、水合金及偏少比值的二氧化锰。早起调研之中，常采纳金属调制成的这类水合金来填涂动态膜；这种组件耗费掉的金额很高，同时条件严苛。最近几年，动态膜原材被替换成了活性炭、富集的高岭土。

1.3 辨识中试机理

DMBR之中，含有多样的生物表征；操作条件也被设定得很多。对于此，后续中试常常显得偏复杂。从根本机理看，活性炭调制得来的薄膜融汇了滤饼层级、配套凝胶层级。在原材表层中，先要添加亲水特性的必备凝胶；在这之后，凝胶层渐渐增添了原有的滤饼，缓慢予以堵塞。这种进程之中，过滤附带的压差递增，缩减出水通量。滤饼渐渐滑脱，建构新的平衡。出水路径内的压差、彼此通量都被维持着稳定的态势，形成了动态膜。

在这种根基上，还可细分类别。例如：动态膜可细分成底部架构内的板层、上侧分离层、对应的滤饼。依照从内向外，分别区分为基质层级、外在分离层级、更外侧搭配的过滤层、污染泥饼层。进口路径内的微粒总体粒径，很近似滤布之中的小孔。它们阻塞了固有的基质，这一层级薄厚会偏小，带来了分离层。在这之后，薄膜层级彼此的孔隙不断变大，增添了阻力。更多胶粒累积，带来错流状态。这种动态平衡，形成了过滤层。

2 必备装置及流程

2.1 测试必备仪器

装置被布设在某一城区内的污水厂，拟定每小时50 t这一中试规模，停留8 h。缺氧池特有的排放水体被设定成进水，装置经由回转鼓风机来供应必备的氧气。曝气采纳了穿孔方式，气水彼此比值被调控成10比1。污泥来自固有的好氧池，稳定运转态势下的泥浆浓度被调和成每升8000 mg。采纳重力出流，设定了1 m压差的固有水头。

采纳平板膜特有的必备组件，每块细分出来的组件设定了0.5 m这一宽度、1 m长度。拟定68 m2这一过水总面积。采纳活性炭特有的海绵来制备膜原材，材质孔径490 μm，薄厚1 cm。纵横布设了双排必备的组件，单独排出水体[2]。

2.2 测试必备流程

缺氧池排放出来的污水设定为原水，查验水质状态。采纳现有工艺，定期查验反应器范畴内的进出水、上侧过滤得来的澄清液体、二沉池接纳的废水、滤池转盘排放。测定项目包含水体的酸碱度、浑浊度及温度、其余关联指标。具体而言，进水经由格栅、沉砂池及后续的调节池，被运送给厌氧池、配套二沉池等。经由转盘过滤，即可排放废水（表1）。

3 探析处理成效

3.1 除掉氮物质

通过调研可得，动态膜生物特有的这类反应器，凸显了最优的硝化状态；各时段的出水被缩减为每升1.5 mg；均衡情形下的除氮概率测得了92%。上侧存留着的清液污染，对比出水还是很低的，它稳定于每升0.6 mg[3]。从总体看，动态膜并没能除掉偏多的氮。这是由于，好氧池固有的本体有着硝化价值，浓度已经很低。从另一视角看，膜很难留住偏小的这类分子量。

进水被测得了每升15.8 mg这样的TN；出水范畴内的这类物质，缩减浓度至每升11 mg，去除概率51%。清液之中的TN偏高，组件特有的去除概率常常超出12%。解析可以得知：基材中的活性炭增添了固有的吸附特性，以及固有厚度。这种状态下，薄膜架构形成了明晰的厌氧空间，助推硝化进展。硝化成效优良，然而，反硝化特有的类似成效并不很好。这是因为，进水携带的多样有机物仍旧偏少，没能满足碳源。

经过对比发现：动态膜特有的反应装置内，硝化概率是偏高的。但与之对应，反硝化特有的成效并不很高。解析这一结论可得：进水含有偏浓的这类有机物，它们并不吻合反硝化必备的各类碳源，因此成效不高。DMBR特有的转变及迁移，密切关系着体系内的进水状态、动态膜上覆的各类清液、出水氮的浓度。

进水口径内的氮元素，含有多样形式。上侧清液、出水附带着的这类物质，主要被变更为硝酸根。这就可以表示：DMBR获取了最优的硝化实效。对比上侧清液、出水口的物质，可得总体架构内的分布浓度。对比上层清液，出水含有偏少的TN等。这是由于，动态膜搭配着的组件内含有独特的这类缺氧环境，促进硝化进展。硝酸根固有的浓度，从初始的8.5 mg/L缩减成了0.2 mg/L；但与此同时，TN却从初始的14.9 mg/L减小成7.7 mg/L。为此，系统含有反硝化特有的步骤。

3.2 除掉COD

进水含有每升138 mg这样的COD；对应着的出水浓度没能超出每升29 mg；去除概率73%。池子上侧覆盖着的澄清液体，COD特有的浓度常常超出了出水，测得它的初始浓度每升25 mg。出水特有的去除比率、清液去除比率，二者差值12%。这是由于，初始废水固有的浓度常常波动，进水含有废水。

3.3 除掉TP

污水含有废水，进水口径含有偏少的TP。出水缺氧池之内的对应TP被缩减成每升0.6 mg。添加了活性炭的体系内，出水携带着的TP每升0.4 mg；去除了超出61%的总TP。

通过解析可知：磷元素被除掉，是由于添加了微生物。活性炭凸显的吸附能力，密切关联着余留下来的排放淤泥。清液含有每升0.1 mg的TP，它超出了出水。综合运算可得，膜组件平常的去除概率可达9.8%。这类体系融汇了多样的微生物、必备活性炭等，DMBR特有的材质成效会优于惯用的动态膜[4]。

4 归结得来结论

4.1 对比处理成效

DMBR排放出来的出水，对比了转盘滤池、二沉池范畴的近似出水，得来如下结果：对比常见滤池，DMBR凸显了最优的去除优势，针对TN及体系内的COD。解析可得：DMBR初始的淤泥浓度就是偏高的，这类体系要搭配着最佳的去除特性。活性炭原材表层偏大，拥有很强吸附；它聚集了浓缩态势下的多样有机物，把它们整合在海绵四周。这就创设了微生物代谢依托的优良环境，营造了微环境，提快降解速率。

活性酶进入后，降解了有机物；余留下来的吸附位置吸纳了更多的这类有机物，便于活性炭特有的物质再生。这类降解体系，融汇了初始的吸附步骤、后续降解再生、重新吸附步骤，提升出水质量。物质去除优势，来自内部框架中的反硝化。综合对比可知，DMBR特有的海绵活性炭，优于常用的这种二沉池。它能替换现有的工艺路径，用来提标改进。

4.2 体系稳定运转

维持最佳通量，增添了曝气反冲洗，以便稳定水量。着手操作时，体系顺畅运转一月。在这个时段中，间隔八小时闭合出水、配套的进水。与此同时，启用双重的风机以便反冲洗，等待40 min。测试之中发现，初始出水时段中的水体偏浑浊，间隔8 min即可恢复，同时恢复原有的常规通量[5]。

前期体系运转，出水通量慢慢被缩减：从初始时段的46 ml渐渐被缩减成一半。到第40天，就达到这一状态。若发觉初始的通量快速被缩减，可能水泵被损毁，带来水位缩减，顺带作用于体系内的水头。在这以后，增添反冲洗这样的总量，恢复体系通量。最后测定时，这类通量被维持于30 l。这就可以得到：反冲洗维持着稳定态势下的体系运转。

4.3 新颖去除特性

物质去除优势，来自内部框架中的反硝化。综合对比可知，DMBR特有的海绵活性炭，优于常用的这种二沉池。活性酶进入后，降解了有机物；余留下来的吸附位置吸纳了更多的这类有机物，便于活性炭特有的物质再生。这类降解体系，融汇了初始的吸附步骤、后续降解再生、重新吸附步骤，提升出水质量。它能替换现有的工艺路径，用来提标改进。把活性炭设定为基材，整合了海绵独有的松软空间、活性炭的吸附，获取最优实效。对比现有设备，它凸显最佳的去除状态，可完全替换偏旧的现存工艺。恢复曝气通量，稳定总体通量。

5 结语

膜原材之中的活性炭海绵可被当成新的基材，它整合了过滤特性、薄膜吸附优势。活性炭制备出来的这类海绵，融汇了高分子特有的粘结原材，增添了粉状催化。海绵附带着独有的过滤原材，含炭总量被缩减在40%。对比现有装置，活性炭海绵增添了真实态势下的处理成效，拓展可行范围。

参考文献

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