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随着经济社会的发展,水体污染口趋严重,再加上水资源分布不均及水危机的加重,使得人们开始积极寻找新的水源供给。在人口和经济快速增长的中国,水资源短缺和水污染的情况尤其严重,故污水回用得到越来越多的关注,被认为是缓解当前水危机的有效手段。因此,从公众健康和环境保护的角度来看,污水的有效处理是开展污水回用的保障。发达国家在20世纪80年代率先将膜处理工艺引入到水处理过程中,并迅速在水处理系统中得到了广泛应用,但由于它的投资和运行费用较高,所以在发展中国家的应用受到了一定的限制。在中国,膜生物反应器(MBR)在污水的再生回用中获得了较大发展,相关研究性和应用性论文数量逐年增长。为达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)规定的回用水水质标准,并促进环境的可持续发展,大量MBR处理设施在废水处理中投入运行,包括在城市污水、建筑灰水、餐饮污水、垃圾渗滤液、医院废水以及炼油废水等的大规模应用。 本研究采用缺氧/好氧膜生物反应器(A/O-MBR)系统处理城市生活污水,优化工艺的运行参数,出水经过化学除磷和消毒后作为城市回用水,并考察了处理出水作为回用水的安全性。实验室试验装置由缺氧反应器和好氧膜生物反应器两部分组成,其体积分别为3L和5L。反应器启动采用接种污泥法,接种污泥来源于清华大学中水站MBR池,接种污泥浓度为5 g MLSS/L。好氧池内装有浸没式膜组件构成膜生物反应器单元(MBR),膜材质为PVDF中空纤维膜,膜孔径范围0.02μ m,过滤总面积为0.1 m2.本系统采用较长的污泥停留时间,通过进水流量分别为0.62 L/h和0.5 L/h控制其水力停留时间(HRT)分别为13 h和16 h,并改变系统的回流比,优化其运行参数。试验结果表明,A/O-MBR系统运行较稳定,其最佳运行参数为:pH为6-8;MLSS为5000-10000 mg/L;MBR内DO为3 mg/L;SVI为90-150;有机负荷为0.98-2.02KgCOD/(m3.d)。试验结果表明,A/O-MBR系统对COD、NH3-N、B0D5、浊度的去除效果较好,稳定运行阶段,以上污染物的平均去除率分别为97.77％、99.98％、99.85％、99.91％。系统对TN也有较好的去除效果,TN去除率随回流比和HRT的增加而增加,可满足GB/T18920-2002规定的回用水要求(平均去除率为90％)。但是,系统的TP去除率不理想,但采用AlCl3沉淀法可去除生化单元出水的97％的剩余总磷,出水TP浓度低于0.5 mg/L,达到回用水的要求。虽然A/O-MBR系统对主要微生物的去除率较高,但出水中总大肠菌群和耐热大肠菌群仍有超标现象,其中总大肠菌群、粪大肠菌群及大肠埃希氏菌群的平均计数结果分别为132、98和67 MPN/100 mL。经过加氯消毒后,出水的卫生学指标可满足回用水要求。试验表明,采用NaClO消毒,在不同的接触时间下(30,80及180分钟),出水的卫生学指标的目标微生物课得到完全去除,其对应余氯浓度分别为1.75、1.44和1.5 mg/L得到回用的标准。本研究还考察了系统进出水重金属浓度的变化,结果表明,除了Fe以外,出水中主要重金属的含量均能满足回用水的要求。因此,采用A/O-MBR系统,结合化学除磷和氯消毒可有效去除主要污染物。在最优运行参数下,A/O-MBR系统的出水能够达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)规定的回用水水质要求。