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UCT-MBR工艺——既能解决MBR膜产水磷超标 又能延缓膜污染的方法

  据环境前沿微信公众平台讯,与A2O-MBR相比,UCT-MBR工艺具有更好的脱氮除磷效果,但是TP很难达到严格的一级A标准。除此之外,由于小颗粒沉积和胞外多聚物在膜表面的吸附而导致的膜污染也是MBR工艺应用的限制。

  UCT+MBR工艺介绍:

  UCT(UniversityofCapetown)工艺是南非开普敦大学提出的一种脱氮除磷工艺,是一种改进的A2/O工艺,此工艺中,厌氧池进行磷的释放和氨化,缺氧池进行反硝化脱氮,好氧池用来去除BOD、吸收磷以及硝化。其流程主要包括废水流入、厌氧处理、好氧处理、缺氧处理、混合液回流、污泥回流等

  UCT工艺与A2/O工艺不同之处在于沉淀池污泥回流到缺氧池而不是回流到厌氧池,这样可以防止由于硝酸盐氮进入厌氧池,破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷率。增加了从缺氧池到厌氧池的混合液回流,由缺氧池向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性BOD,而硝酸盐很少,为厌氧段内所进行的有机物水解反应提供了最优的条件。

  在实际运行过程中,当进水中总凯氏氮TKN与COD的比值高时,需要降低混合液的回流比以防止NO3-进入厌氧池。但是如果回流比太小,会增加缺氧反应池的实际停留时间,而实验观测证明,如果缺氧反应池的实际停留时间超过1h,在某些单元中污泥的沉降性能会恶化。

  化学强化除磷是生物除磷的辅助工艺。铝盐和铁盐是广泛应用的絮凝剂。这些投加物可以有效除磷和吸附大分子有机物,使TP和COD分别降至0.5mg/L和50mg/L以下。除此以外,化学强化除磷还可以降低污泥絮体的可压缩性、增加泥饼层的孔隙率、减少EPS的浓度,改变活性污泥的颗粒粒径分布。

  中国矿业大学张传义博士课题组“化学投加强化UCT-MBR除磷性能与膜污染控制研究”一文新近发表(EffectofchemicaldoseonphosphorusremovalandmembranefoulingcontrolinaUCT-MBR,GuangrongSun,ChuanyiZhang,WeiLi,LimeiYuan,ShilongHe,LipingWang;Front.Environ.Sci.Eng.2019,13(1):1)

  其中有以下几处亮点:

  ●投加铝盐可显著提升UCT-MBR工艺除磷效果,出水TP低于0.5mg/L;

  ●投加低浓度铝盐时,污泥活性不仅没有被抑制反而略微提升;

  ●投加铝盐后,污泥混合液和膜表面EPS浓度均下降,膜污染得到有效缓解。

  关键点:投加量!!!

  本实验研究了在改变进水COD/N和铝盐投加量时小试规模的UCT-MBR反应器对TP的去除效果。通过比较不同铝盐投加量时污染物的去除效率、污泥性质和膜污染,实现了铝盐投加量的优化,为认识UCT-MBR工艺的化学除磷过程提供理论支撑。

  研究表明,铝盐(硫酸铝)投加后对COD、NH4+-N和TN的去除无明显影响,但能显著强化磷的去除,且各项污染物出水浓度均满足GB18918-2002一级A排放标准。较低浓度铝盐投加不仅提高了反应器内微生物活性,而且TMP的增长速率从1.13KPa/d下降至0.57KPa/d,表明膜污染得到了有效缓解。膜污染速率的下降,归因于污泥平均粒径增大,小颗粒污泥的比例降低;此外膜面胞外聚合物(EPS)浓度的降低,也进一步减少了膜面污染物的累积,进而有效减缓了膜污染速率。

  中国乃至世界范围内的水体富营养化现象已经成为严重的环境问题。为减少受纳水体藻类大量滋生,污水处理厂的总磷(TP)排放标准日益严格。膜生物反应器(MBR)是一种高效的污水处理工艺,然而,单一MBR系统由于较长的污泥停留时间而导致生物除磷能力不足。因此,MBR通常与其他工艺联合实现氮磷的高效去除。UCT-MBR是其中一项技术思路。本研究系统探究了UCT-MBR反应器中铝盐投加量对出水水质和膜污染的影响,为该项工艺的实际应用提供理论指导。

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