二段淹没式膜生物反应器处理城市污水的应用

淹没式膜生物反应器是膜生物反应器的一种。此工艺的特点是直接将膜组件置于生物

反应器中，污水中的污染物转化以及污泥的分离发生在同一反应器中，具有结构紧凑，
处理能耗低等特点。但由于其属于好氧活性污泥工艺，也具有污泥产率高的缺点。为降低
污泥产量，已有学者在人工合成污水和实验室规模基础上，采用二段式膜生物反应器刺
激原生动物纤毛虫和鞭毛虫，以及后生动物轮虫和线虫生长，并指出这些高能级原生动
物和后生动物可降低污泥产率 20%－30%〔1-3〕。

活性污泥中的后生动物蠕虫也可降低污泥产率[4-5]。此试验采用重力流平板膜设计了

适合蠕虫生长的二段式膜生物反应器，主要研究了此工艺的出水水质与水量，污泥产率
以及膜污染状况。

1 试验装置与方法

1.1 试验装置

蠕虫属于高等后生动物，主要以微生物为食，有时也以藻类（ diatoms algae）和其他

脊柱动物为食，适合在好氧，水力扰动强度不大，有毒物质浓度低，食物充足的环境中
生长[6-8]。根据蠕虫的这些特点，本试验采用适合蠕虫生存的二段淹没式膜生物反应器。

本装置特点：①将单一的反应区分成污染物转化区和污泥降解区。污水首先进人污染

物转化区，在这一段里，污水中有毒物质得到稀释与转化，对第二段污泥降解区中蠕虫
起到缓冲与保护作用。②为避免水泵对蠕虫的高强度搅拌，选用搅拌强度小的挤压泵。③
通过调节回流污泥量和出水量，控制污泥在转化区和降解区的分配，使得蠕虫集中在污

 

泥降解区里消化污泥。污染物转化区和污泥降解区的有效容积分别为 600 L

 

和 400L。在污

泥降解区内设置了 10 块总有效面积为 8m2 的板式膜。处理水和污泥在此进行有效地分离。

 

膜组件为日本九保田生产的耐污染的重力流聚乙烯微滤膜，膜孔径为 0.4 μm。

1.2 污水特点

污水为荷兰 Apeldoom 市的城市污水。污水经过 0.Imm 的筛网，然后进人原水箱，最

后进人膜生物反应器系统。试验期间，进人膜生物反应器的原水水质见表 2。

2 结果与讨论

2.l 出水水质

运行时，进水泵由污染物转化池内液位控制器控制，采用间断进水，池内有温度和

溶解氧调节器，温度控制在 25 ± 2℃，溶解氧控制在 1.8－2.8 mg／L

 

之间。以 CODcr 和 

NH3－N 评价污水处理效果，淹没式膜生物反应器处理出水效果。

 

我国回用水标准规定冲厕水和洗车水的化学需氧量均为 50 mg／L；冲厕水的氨氮为 

20 mg／L

 

；洗车水的氨氮为 10 mg／L《生活杂用水水质指标》CJ 25.l－89

 

）。从表 3 中可

见，二段淹没式膜生物反应器出水的化学需氧量和氨氮都符合回用水的要求。出水除略带
淡黄色外，浊度均接近于零，完全可以作为中水进行回用。化学需氧量和氨氮量去除率均
分别为 97.31%和 99.48%。出水水质稳定，反应器运行状态良好。

2.2 出水水量

工艺流程中的膜组件为板式膜，膜的穿透压却由组件上方的水头压提供。膜的最大耐