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废水不达标排放引起水污染问题日渐突出,新型高效的废水处理技术成为水污染控制中广泛关注的热点。MBR以出水水质稳定、生化效率高、占地面积小等优点受到青睐,而高性能膜材料和膜污染控制成为解决的主要问题。本文以自制PVA膜组件构成的机械刮式膜生物反应器为研究对象,测试PVA微滤膜性能,研究反应器膜污染控制特性及运行特性,得出最佳膜污染控制条件及最佳运行条件,通过对比试验得到对模拟生活污水中COD、氨氮、浊度的处理效果,得到以下结论:1、PVA微滤膜性能测试试验研究结果表明:(1)相比较传统膜组件,自制PVA微滤膜具有通量高,膜材质软,易于刮刀刮洗,运行压力较低等优点。(2)在一定时间范围内,可以通过物理刮洗清除膜表面的污染层,使膜通量和过膜压力基本恢复初期水平。2、机械刮式膜生物反应器膜污染控制特性试验研究结果表明:(1)在一定运行时间范围内,机械刮洗能够有效的恢复膜通量,刮洗具有最佳时间间隔。试验中膜组件在间隔120min刮洗时膜通量降低值最小,刮洗后膜通量恢复效果最好,膜污染防治效果最佳。(2)随着投加到膜生物反应器中颗粒大小的增加,膜通量降低量变小,对膜生物反应器运行效果越好。当颗粒大小增加到一定程度时,颗粒无法对膜产生有效碰撞,对膜表面泥饼团冲刷效果不明显。试验中反应器内加入大小为1.5cm×1.5cm×1.5cm颗粒时膜污染防治效果最佳。(3)机械刮式膜生物反应器内投加颗粒能够有效防止膜通量降低。试验中方形颗粒比圆形颗粒效果更佳。(4)颗粒投加量对膜污染控制具有最佳值。投加量增加到一定程度时,虽然有效的增加了颗粒碰撞膜的频率,但对膜表面较大泥饼团冲刷效果影响不大,膜污染控制效果没有明显增加。试验中颗粒最佳投加量为30粒。(5)在一定运行时间范围内,机械刮式膜生物反应器中投加干性颗粒比投加弹性颗粒更有效的防止膜通量降低。(6)机械刮式膜生物反应器内曝气量越大,膜通量降低量越小,膜污染防治效果越好。试验中曝气量为0.5m3/h时膜污染防治效果最好。3、机械刮式膜生物反应器运行特性试验研究结果表明:(1)以运行条件作为研究对象,控制抽吸时间、暂停时间、曝气量、泵出水量,通过正交试验得到反应器的最佳运行条件为抽吸时间10min,暂停时间2min,曝气量0.4m3/h、泵出水量40L/h。(2)投加颗粒能够增大反应器内紊流速度,同时使得气泡变小且分散均匀,增加氧的传质速度,增加进入微生物的有机物和外排的代谢产物运输速率,从而增加COD去除率。(3)投加颗粒有利于硝化细菌和亚硝化细菌生长。NH3-N在亚硝化细菌的作用下转化为亚硝酸盐,在硝化细菌的作用下亚硝酸盐转化为硝酸盐,从而增加氨氮的去除效率。(4)颗粒的冲刷作用使反应器内污泥絮体被破坏,污泥的粒径变小。反应器对浊度的去除主要依靠膜的截留作用,当污泥絮体粒径小于膜孔径时,截留作用减小,浊度去除率减小。