船用膜生物反應器設計、仿真及工藝運行研究.pdf

1、隨著海洋環(huán)境污染加重，世界各國對海洋環(huán)境越來越重視，污水排放指標不斷提升，加之惡劣的船舶環(huán)境這對船舶污水處理是一大挑戰(zhàn)。與其他船舶污水處理設備相比較，船用膜生物反應器（MBR）具備處理效果穩(wěn)定、抗沖擊搖擺能力強、體積小等優(yōu)點備受大家關注。然而船用 MBR仍可以進一步優(yōu)化：提升效率、縮小體積。因此本文對提升船用MBR效率、縮小體積、增強抗沖擊負荷能力等展開試驗研究。
　　實驗利用小試MBR裝置進行試驗，首先研究MBR處理船舶生活污水

2、的影響因素，定期取反應器內的活性污泥和膜組件樣本，進行微生物的酶活性和膜表面污染情況分析；其次結合小試MBR試驗，利用BP神經網絡對MBR運行過程中的環(huán)境要素進行仿真，并針對影響因子的特點選用4-7-1型BP神經網絡拓撲結構；最后對船用MBR進行設計、試驗。
　　試驗研究得出常規(guī)因子與污染物的去除間的規(guī)律，并進行仿真模擬與優(yōu)化主控工藝參數：1、欲達到2010 IMO排放標準，應控制HRT≥4h，最佳水力停留時間（HRT）在5～8h

3、，污泥濃度（MLSS）≥2000mg/L，保持pH值≥6。當鹽度升至28g/L時，化學需氧量（COD）去除率降至53％，抑制作用大；2、基于BP神經網絡進行仿真、診斷、識別。結果表明：影響因子對有機物去除影響順序為：HRT>鹽度≈pH值>進水COD；而對氨氮去除效果影響順序為：進水氨氮>進水COD>活性污泥沉降比>MLSS，因此為提高COD、氨氮去除效果，HRT與進水氨氮需嚴格調控。
　　利用掃描電鏡與試驗結合的方式對膜污染分析研

4、究，發(fā)現隨試驗進行膜組件表面孔隙結構不斷減少，膜污染不斷加重；物理清洗僅對膜表面簡單沖洗，化學清洗效果可使頑固的污泥解體，從根本上解決膜污染問題，效果遠好于物理清洗。
　　通過酶活試驗，得出進水COD、MLSS與脲酶和多酚氧化酶呈正相關；當處理含鹽污水時，硝酸還原酶、多酚氧化酶、脲酶、轉化酶的活性最初分別為236.8，203.3，15191，7226.8μmol/h·gfw；當鹽度增至35g/L時，四種酶活分別降至158，66.7

5、，11895，5389μmol/h·gfw；污水中鹽度與微生物酶的活性呈負相關，有強抑制作用。究其原因，鹽度影響環(huán)境滲透壓，使微生物產生質壁分離現象，進而制約微生物酶活，直接影響污染物的去除。
　　本文從實際應用角度出發(fā)，進行船用 MBR設計，利用化糞池內新鮮生活污水進行MBR試驗。得出設備抗沖擊負荷能力強，穩(wěn)定處理生活污水4000L/d左右，最大處理量高達5000L/d。其出水COD、BOD5、SS、出水氨氮分別穩(wěn)定在100mg