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《天津大学》 2004年
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无泡曝气膜生物反应器的初步研究

郑斐  
【摘要】:无泡曝气膜生物反应器(MABR)是一种将膜技术与生物反应器相结合来处理有机废水的新技术。它利用了膜能够将两种不同相物质分离的特性,将组分从一相迁移到另一相;优化了生物反应器的运行条件,同时提高了微生物降解废水中有机污染物的能力。 本次实验主要包括两方面内容:研究中空纤维膜无泡曝气和无泡曝气膜生物反应器处理人工污水的性能。 将中空纤维膜浸入到水中,向膜内通入空气或氧气,气压保持在泡点以下,气体可以通过膜壁上的微孔直接传递到水体中,且不会形成气泡。无泡曝气和传统供氧方式相比具有很多优点。如:气液两相分离、操作灵活,高的氧传递效率,低能耗,不易引起挥发性物质的挥发,低噪声等。本文研究了水力条件,气体压强等对中空纤维膜供氧性能的影响,并采用普通曝气头在同等条件下作了对比实验,验证了其良好的供氧性能。 理论和实际证明无泡曝气膜生物反应器具有同时去除有机污染物和硝化的功能。由于微生物从生物膜底部得到氧气,从生物膜表面得到有机物和其他营养,生物膜底部氧浓度较高,而由于扩散限制有机底物浓度较小,好氧异养菌生长受到一定限制,而硝化菌则生长旺盛。在生物膜中部,氧浓度和底物浓度都比较适宜,好氧异养菌保持较高的生物活性且不会过度繁殖。这样不容易发生生物膜脱落,实验出水无须沉淀。本次实验进水COD浓度410±10mg/L, NH_(3-)N 50±1 mg/L,HRT 12.5h, COD容积负荷0.61kg/m~3, COD表面积(中空纤维膜表面积)负荷7.68g/m~2时,取得了80%的COD去除率和超过90%氨氮去除率。同时,整个实验期间出水SS浓度一直很低,TN也有一定的去除。 实验研究了一些影响MABR运行效果的因素,如气体压强,溶解氧浓度,水力停留时间等,结果表明气体压强和水力停留时间对出水水质有较大的影响。同时,文章中计算了氧气利用率,平均结果在90%以上。
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