纯氧曝气MBR与普通活性污泥法的比较VIP免费

纯氧曝气MBR与普通活性污泥法的比较摘要纯氧曝气MBR和普通活性污泥法在运行参数的控制方面存在着很大区别，主要表现在反应器内的MLSS浓度、去除负荷、剩余污泥处置等方面。同时纯氧曝气MBR在对VOC的去除、减少泡沫等多方面具有优势。本文就纯氧曝气和空气曝气在运行控制的差异进行分析并就二者在应用中的经济效益进行了比较，得出纯氧曝气MBR不仅能节省基建投资和运行费用，而且抗冲击能力强、处理效果好。关键词纯氧曝气活性污泥纯氧曝气和普通空气曝气在动力学上存在着巨大差别[1]，笔者结合多年从事纯氧曝气在膜生物反应器（纯氧曝气MBR）中的工程应用，对纯氧曝气MBR和普通活性污泥法两种工艺进行了运行控制、基建投资、运行费用以及处理效果等方面的对比，为纯氧曝气在废水处理中的工程应用提供参考。1纯氧曝气和空气曝气运行控制参数的差异1.1溶解氧浓度在好氧活性污泥法的运行中，溶解氧（DissolvedOxygen，简称DO）浓度是一个重要的控制参数。曝气池中DO浓度的高低直接影响着有机物的去除效率和活性污泥的生长，曝气过程有效的运行控制是一个非常重要的方面。系统的溶解氧供应不充分，微生物的代谢将受到影响，污染物的去除效率下降；系统溶解氧过高，微生物进行消耗性内源呼吸，活性污泥的量将减少，活性污泥的絮状结构也将受到破坏，同时也是对能源的一种浪费。所以一般控制曝气池出水端DO浓度在2mg/l。对于难生物降解有机污染物的去除，控制较高的DO浓度，可以提高微生物活性，提高污染物去除效果，如石化废水处理一般控制曝气池内溶解氧浓度在6mg/L[2]。如此高的DO浓度，采用普通的空气曝气方式很难达到，同时在经济上也是不合适的，此时采用纯氧曝气可以解决此问题。对于膜生物反应器（MembraneBioreactor，简称MBR）处理抗生素废水，当进水负荷达到6.0kgCOD/m3.d-1，空气曝气很难满足DO需求，而采用纯氧曝气可以使进水负荷达到10.0kgCOD/m3.d-1。【此数据是出自文献还是作者的实际工程数据？建议注明。】同时低DO浓度一直被认为是引起丝状菌污泥膨胀的主要因素之一。丝状菌由于具有较大的比表面积和较低的氧饱和常数，在低DO浓度下比絮状菌增殖得快，从而导致丝状菌污泥膨胀。纯氧曝气可维持生化池内较高的DO，可有效避免丝状菌污泥膨胀。1.2污泥浓度废水好氧生物处理的主要原理是利用微生物的代谢活动将废水中的有机物转变为二氧化碳、水和能量，同时微生物得到增殖。所以反应器内的微生物数量决定了反应器的处理能力。一定条件下，反应器内污泥浓度越高，污染物降解量越大，即反应器可承受的进料负荷越高。污泥浓度的高低和处理工艺、进水特征、操作方式有很大关系。污泥浓度还和氧的传递、有机物的传递、膜污染等有关。MBR的优势就在于可以避免微生物流失，尤其是可以在反应器内保持难生物降解微生物的数量，由于曝气的限制，在一定的负荷下，空气曝气MBR污泥浓度一般在10g/l以下，而纯氧曝气MBR可在反应器内保证12～20g/l的污泥浓度。高的污泥浓度使高负荷进料成为可能，高负荷带来了占地面积减少等效益。同时在一定MLSS范围内，反应器内混合液污泥浓度越高，出水总氮越低，同步硝化-反硝化更为明显。1.3去除负荷由于纯氧曝气可保持较高的污泥浓度，且较高的DO浓度使微生物的活性增强，即反应器内微生物的数量增多、活性增强，这就意味着同样的反应器可以处理更多的废水，反应器有着更高的进料负荷和去除负荷。如MBR试验，空气曝气MBR进料负荷为6.0kgCOD/m3.d-1，而采用纯氧曝气可以使进水负荷达到10.0kgCOD/m3.d-1，负荷增大了66%。同时，纯氧曝气和空气曝气相比更耐负荷冲击。1.4剩余污泥在相同污泥负荷条件下，随着反应器中DO的升高，污泥产率呈现降低的趋势，控制较高的DO值可以减少剩余污泥量，节省污泥处理费用。在同一个DO水平下，系统的污泥产率随着污泥负荷的升高而升高。曝气反应器内微生物数量相对较多，可利用的底物较少，即初始的能量水平较低，微生物的生长主要反映在细胞体内分子聚合物质的积聚和个体变大上，没有或只有很少的细胞会产生增殖，当污泥浓度较低而进料负荷较高时，有相对较多的底物提供给较少数量的微生物，初始的能量水平就较高，...