东莞环保工程之废水处理工艺链NO.4膜生物反应器

膜-生物反应器(MBR)是膜分离与生物反应相结合的污水处理新工艺，具有占地面积小、 出水水质好、污泥产量低等优点，近年来已引起广泛的关注，并逐步应用于城市污水和工业废水的处理。用MBR处理产业区的高盐废水，研究发现长期运行中的MBR污泥的挥发性固体含量(VSS)/固体含量(SS)为0.4左右，化学需氧量(COD)去除率为80%~95%，氨氮(NH+4-N)的去除率为95%。膜污染一直是制约MBR工艺应用的技术障碍，普遍认为溶解性微生物产物(SMP)和胞外聚合物(EPS)是膜面污染物主要有机成分；同时，膜面的无机污染也受到了广泛的关注。

项目要求

废水预处理要求：

研究发现由Mg、 Al、 Fe、 Ca、 Si等元素组成的无机物质沉积在膜表面和有机物结合形成的凝胶层是造成膜污染的重要原因；发现无机化合物和生物聚合物之间的架桥作用会使膜污染层更加紧密从而加剧膜污染。在研究长期运行下的MBR反应器膜表面污染物时发现，膜表面存在Na、 Mg、 Al、 Si、 Cl、 Ca、 Fe、 Mn等元素。

实验案例

本文以上海某生活污水厂二级生物处理出水混合NaCl、 少量NH4Cl和NaHCO3模拟低有机负荷(按总有机碳即TOC计算有机负荷)高盐废水，选取该厂曝气池的常规活性污泥作为接种污泥，接种时污泥浓度为2.7 g ·-1。

试验所用MBR反应器(如右图)总容积为27 L，MBR放有1片平板膜，膜下方安装环形曝气管，曝气量用气体流量计控制，以膜区投影面积计算曝气强度为0.8 m3 ·(m2 ·min)-1，反应器中放置温控装置，污泥温度维持25℃左右。

膜面污染物预处理及分析：

MBR第3个运行周期结束后，将平板膜从MBR中取出，用刮刀将膜表面的污染物小心刮下并收集。膜污染物置于250 mL的蒸馏水中，充分搅拌，待混合均匀后用0.45 μm滤纸过滤. 1.4 SMP及EPS的提取方法。取60 mL的MBR污泥，在6000 r ·min-1下离心30 min后，取上清液过滤后即为SMP. 向离心管中加入与上清液等体积的0.9% NaCl溶液，搅拌均匀后60℃水浴1 h，离心后取上清液过滤即为EPS。

MBR的运行特性：

在MBR启动初期，一方面活性污泥受到大量盐度的刺激，污泥SMP和EPS中糖类、 蛋白质等含量急剧增长，部分微生物死亡或自溶；造成膜面有机污染物含量升高，另一方面 MBR进水有机物较少且含有大量盐度，活性污泥中的异养菌受到抑制；微生物对膜面有机污染物的降解能力不足，因此，大量的未降解污染物需要通过膜的过滤截留作用去除，从而加重膜污染，缩短膜的运行周期；当MBR的活性污泥适应高盐环境时，污泥性质稳定，由于进水中有机物含量少，活性污泥中自养菌占据主导地位污泥中SMP和EPS中糖类、 蛋白质等物质减少，膜污染减轻，运行周期延长。