SPG膜微氣泡曝氣—生物膜反應(yīng)器系統(tǒng)及運(yùn)行優(yōu)化研究.pdf

1、曝氣是廢水好氧生物處理工藝的基本過(guò)程，其中氣泡曝氣技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。曝氣的主要目的之一是為微生物去除污染物提供溶解氧，同時(shí)，曝氣也是動(dòng)力消耗的主要環(huán)節(jié)。微氣泡有利于強(qiáng)化氧傳質(zhì)過(guò)程。一種采用SPG膜作為氣-液分散介質(zhì)的微氣泡產(chǎn)生方法得到發(fā)展。采用SPG膜作為氣-液分散介質(zhì)產(chǎn)生微氣泡，對(duì)生物膜反應(yīng)器進(jìn)行微氣泡曝氣，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。本實(shí)驗(yàn)在清水條件下研究了不同特性SPG膜微氣泡的產(chǎn)生條件及氧傳質(zhì)特性，并采用SPG膜微氣泡曝氣運(yùn)行生物膜反應(yīng)器

2、，探討反應(yīng)器系統(tǒng)構(gòu)成（SPG膜類型、填料類型、填充方式）及運(yùn)行條件（曝氣空氣通量、進(jìn)水負(fù)荷）的優(yōu)化。
　　結(jié)果表明，在20mL/min的空氣流量條件下產(chǎn)生了穩(wěn)定的微氣泡，氣-水混合物程乳白色，液相中的微氣泡多且分布均勻。在20mL/min的空氣通量條件下進(jìn)行曝氣，增加SPG膜表面濕潤(rùn)性或減少SPG膜孔徑均有利于產(chǎn)生較小的微氣泡，提高氣-水混合物氣含率，有利于氧傳質(zhì)。0.6μm親水膜產(chǎn)生的微氣泡直徑最小，平均直徑31μm，氣含率為0

3、.6％，氧傳質(zhì)系數(shù)最大，達(dá)到0.31 min-1，氧傳質(zhì)效率最高，達(dá)到82.3％。此外，在相同運(yùn)行條件下，減少表面濕潤(rùn)性或增加SPG膜孔徑均會(huì)減少動(dòng)力消耗。
　　SPG膜微氣泡曝氣生物膜反應(yīng)器能夠長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)構(gòu)成優(yōu)化結(jié)果表明，降低疏水性SPG膜孔徑，采用多孔纖維填料，并采用較為疏松的床層填充方式時(shí)有利于污染物的去除。當(dāng)膜孔徑為0.6μm，采用多孔纖維填料，填床層孔隙率為81.34％時(shí)，COD及氨氮去除率最好能達(dá)到85.6

4、1％、82.63％，氧利用率可接近100％。同時(shí)，當(dāng)采用立體空心填料時(shí)，COD去除率可達(dá)到91.94％，但其不利于反硝化作用，不利于總氮的去除。運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化結(jié)果表明，適當(dāng)提高曝氣空氣通量，提高進(jìn)水負(fù)荷有利于污染物的去除。較優(yōu)的曝氣空氣流量為50mL/min，COD、氨氮去除率分別為91.32％、93.56％。較優(yōu)的COD處理負(fù)荷為0.9 kg·(m3·d)-1，此時(shí)，COD、氨氮去除率分別為90.18％、36.08％，氧利用率接近100