4 實驗結果與討論
4.1 MLSS對COD去除率的影響
控制生物反應器中的DO含量在2.5 mg/ L左右,在24 h水力停留時間下,逐漸提高MLSS濃度,考察MLSS對COD去除率的影響。
由圖2可以看出,在考察周期的前期,MLSS較低,COD去除率不是很高,因為污泥濃度較低,處理負荷增大,因而去除效果并不理想。可以看出,COD去除率在MLSS為18mg/ L時最高,達到85%左右,增大MLSS濃度至22 gmg/ L的區段內,COD去除率變化不大。但繼續增大MLSS濃度,COD去除率呈下降趨勢,去除效果逐漸遠離峰值。理論上MLSS越高,F/M越低,去除效果越好;但實驗證明MLSS不能過高,過高易造成污泥之間對營養物質與溶解氧形成競爭,使反應器中積累大量死細菌及其殘留物,降低反應器效率,導致COD去除率不高,而且太高的MLSS會導致膜污染加劇、減小MBR的出水通量,本實驗將MLSS控制在20 mg/ L左右比較適宜。
4.2 HRT對COD去除率的影響
HRT是MBR工藝操作運行可行性的重要技術參數。控制膜生物反應器中MLSS和DO分別維持在20mg/ L和2.5 mg/ L,真空泵的抽停時間按照膜組件供應商的建議設定為工作15 min,停留5min,在室溫25℃條件下考察HRT對COD去除效果。
圖3可知,水力停留時間經12h,MBR系統COD生物去除率在50%左右,膜分離去除率達62%,最終出水COD在1000mg/ L以下,COD去除率在80%以上。延續水力停留時間分別為18、24、30和36h時,圖3表明,生物單元COD去除率處于不斷上升階段,膜分離去除率則與之相反,逐步降低;而系統COD總去除率則穩定在85%左右,說明膜對COD的去除率與生物去除率呈互補關系,對保障MBR系統COD去除率的穩定起到了關鍵作用。由圖3還可以看出,水力停留時間為24h時,COD生物去除率達62%,繼續延長HRT對COD生物單元去除率影響不大。
4 .3 Nv對COD去除率的影響
保持MLSS、DO等操作參數穩定,以水力停留時間作為周期,調節進水COD值在一定范圍內波動,考察不同Nv對COD去除率的影響。
由圖4可以看出,Nv在1.0~3.0 KgCOD·m-3·d-1范圍內波動時,系統COD去除率隨Nv變化波動很大,MBR上清液出水水質極不穩定,雖然有膜分離去除的互補作用,但系統總的出水水質波動較大。實驗表明,Nv的急劇波動,不但使生物處理單元不能產生應有的效率,而且使膜污染加劇,壽命縮短。實驗表明,MBR工藝Nv取2.0 Kg-COD·m-3·d-1左右時,系統不僅具有較強的抗負荷沖擊能力,且能充分發揮生物處理單元的效能,保證出水水質穩定。
4.4 DO對COD去除效果的影響
DO對膜生物反應器運行效果有著重要的影響。合理地控制系統的曝氣強度,既可使反應器中泥水混合物具有足夠的紊動強度,又可給反應器中的污泥提供足夠多的溶解氧,保證系統的處理效果。
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