厌氧膜生物反应器在废水处理中研究及发展方向

时间:2017-02-27 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介:水资源短缺是全球面临的一项难题,将废水处理后回用可以有效缓解水资源的供需矛盾〔1, 2〕。在现有的各类废水处理技术中,好氧生物处理技术因其发展较为成熟而占据了很大的优势,但其存在能耗高

术进行了比较,如表 2所示。

由表 2可以看出,AnMBR集合了传统好氧、厌氧技术和好氧膜生物反应器的诸多优势,它具有不耗能、可回收燃料气体、产泥量少等众多优点〔17, 18〕。

1.4 AnMBR在城市生活污水处理中的应用及研究

由于城市生活污水中的污染物浓度较低,较短的水力停留时间难以保证厌氧颗粒污泥的缓慢生长,加之单纯的厌氧处理技术难以满足处理出水达标排放,因此,长久以来鲜有研究者将厌氧处理技术单独应用于城镇污水处理中。AnMBR作为厌氧处理技术和膜处理技术的结合,既可以保证处理出水达标排放,同时也可降低污泥的产量,成为一种可持续的污水生物处理技术。但近年来有关AnMBR在不同城镇污水及其模拟废水处理中的应用研究结果表明〔19〕,经传统AnMBR处理,大部分污水的COD最大去除率>70%,由此可见,以传统AnMBR处理技术来处理城镇污水效果并不是很理想。因此,更多的研究偏向于将膜组件融合于新型厌氧处理技术中以达到对AnMBR技术进行优化和改良。厌氧折流板反应器作为第三代新型高效反应器具有诸多优势,Shaowei Hu等〔20〕将AnMBR与厌氧折流板反应器进行耦合应用于城市生活污水处理中,在进水COD为1 600 mg/L,NH4 -N 为80 mg/L的条件下,COD和NH4 -N去除率分别达到59.5%和83.5%。A. S.Kappell等〔21〕将好氧硝化膜组件置于厌氧连续搅拌反应器中处理高浓度有机废水,结果表明,COD去除率>90%,硝酸盐氮去除率>95%。Yu Tao等〔22〕将膜组件应用于厌氧SBR工艺中处理人工模拟废水,使得厌氧氨氧化活性增加了19倍,显示了膜反应器在处理低速增殖有机物上的优点。

1.5 AnMBR在工业废水处理中的应用及研究

目前,应用AnMBR处理的工业废水主要包括2大类:食品类工业废水和非食品类工业废水。非食品类工业废水包括造纸、化工、制药、石油、纺织等行业废水,由于其组成复杂、污染物浓度高、毒性大,处理难度较大,而AnMBR在处理这类具有高盐、高温、高悬浮物浓度和高毒性的废水方面具有较大优势。D. Y. Lee等〔23〕比较了浸没式AnMBR和CSTR的产氢性能,通过比较发现,AnMBR的产氢速率为2.43~2.56 L/(L·d),比CSTR的产氢速率高约2.6倍,说明AnMBR具有较高的产氢能力。A. Torres等〔24〕采用气提式AnMBR处理啤酒废水,结果表明,其具有高效产氢能力及较高的液体回流率,使得在控制膜污染方面更有效果。S. I. Padmasiri等〔25〕研究了在高剪切流速(0.9~2 m/s)条件下AnMBR处理猪粪废水的性能,结果表明,尽管滤饼层阻力的降低可使膜的生物活性得到改善,但剪切速率的突然改变可能对其仍具有负面影响。

2 AnMBR在废水处理中面临的技术难题

截至目前为止,针对AnMBR在废水处理中的应用研究绝大多数仍处于实验室或中试规模〔10, 26, 27〕,主要原因有3点:(1)AnMBR中的运行

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