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目前,由于水资源短缺,在污水处理工艺技术中,越来越需要有效的污水回用技术。同时,由于水体富营养化等问题的严重,对污水处理中脱氮除磷的要求更为严格。传统的污水处理工艺主要以去除污水中的碳源污染物为主,氮、磷的去除效率不高,处理出水也达不到回用标准,很难适应上述需求。近年来迅速发展起来膜生物反应器工艺(MBR),利用膜组件进行固液分离,在污水处理及回用中表现出很多优势。但MBR工艺中氮、磷的生物去除效率仍然不高,而且膜污染问题严重,这阻碍了该技术的进一步推广和应用。间歇循环活性污泥膜生物反应器(ICAS-MBR),通过对传统膜生物反应器工艺的改进,提高了系统的生物脱氮除磷性能,但对该工艺的研究刚刚处于起步阶段,本论文主要针对该系统的微生物特性和膜污染控制开展研究。
本研究通过将ICAS-MBR系统与传统的连续循环活性污泥膜生物反应器(MLE-MBR)系统在长期连续运行的条件下,对比了两种系统的运行特性。研究发现两个系统对有机物的去除率都比较高,达到90%以上,ICAS-MBR系统的除磷效果明显优于MLE-MBR系统,平均去除率达85.5%,比MLE-MBR系统的平均去除率高出23%,而MLE-MBR系统的总氮去除率比ICAS-MBR系统的仅高出10%左右,ICAS-MBR系统的出水除总余氯外,其它各项指标均符合回用水水质标准,验证了本系统同步生物脱氮除磷的能力。
为了进一步研究ICAS-MBR系统的除磷能力,对系统中的聚磷菌进行了分离和鉴定。试验得到一株聚磷菌J7,通过16SrDNA鉴定与不动杆菌属中的Acinetobacterhaemolyticus最为相似,相似性达到99%。
通过静态试验和连续运行的系统对膜污染的影响因素和控制措施进行了研究,分析了膜污染机理并通过正交试验确定了系统膜污染控制的最佳运行条件为膜通量:16.67L/m2·h;抽吸时间:8rain、停抽时间:2min;底板曝气量:0.04m3/h,优化了ICAS-MBR系统,为工程实践提供了参考和设计依据。