IFAS-MBR工艺灰水处理及回用优化研究

摘要

生活污水源分离、分质处理和回用是实现排污最小化和营养物利用最大化的可行性技术。论文针对灰水污染程度低，占生活污水比重大等特点，采用一体化固定生物膜活性污泥（Integrated Fixed Film Activated Sludge，IFAS）中试装置处理人工合成灰水，考察连续循环状态下该工艺对灰水的处理效果并优化工艺运行参数，探索该工艺用于灰水处理及回用的经济可行性技术方案。 研究表明IFAS-MBR生物处理系统对污染物去除效果较好，出水COD、TN、TP浓度分别为33.2，3.1，0.5mg/L，去除率分别为94.8，84.9，90.8%。沿程监测揭示了三个区域对COD去除的贡献率，其中厌氧区贡献率最高，为69~84%，缺氧区为10~27%，好氧区为7~25%。然而，该系统在处理并回用灰水过程中有机物发生积累。随着循环次数（1~166循环）的增加，出水TOC浓度由循环初期的4mg/L升高到11mg/L。三维荧光图谱（EEMs）表明，循环过程中发生积累的有机物主要为类腐殖酸和类富里酸物质。区域积分法分析表明在生物处理出水中类腐殖酸物质所占的比例由21%升高为70%，发生显著富集。 采用剂量为0.5mgO3/mgTOC对生物系统出水进行深度处理。结果表明回用水中以TOC为代表的有机物总量并无明显变化，但是有机物的性质和结构在臭氧的作用下发生显著改变。多次循环后（167~198循环），回用水中类芳香族蛋白质的比例由16%升高到29%，而类富里酸物质所占比例由38%降为26%，类腐殖酸物质由27%降为14%。 采取向厌氧区中加入悬浮型生物填料代替向进水中加入外加碳源，以实现较高生物除磷效率的方案。研究结果表明经过15个循环，COD、TN、TP可实现较好的去除效果，出水浓度分别为14.6，3.1，0.26mg/L。厌氧释磷和好氧吸磷速率为16和7μgP/mgSS·h，分别是未加乙酸时的8倍和1.5倍。由此可见，该技术方案对于强化生物除磷具有积极作用，且相比于投加乙酸，更加经济可行。

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