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课题研究对象是为一种新型膜生物反应器——MIBR(Intermittent-aeration Membrane Reactor),它无需污泥回流系统,以连续进水、间歇曝气的方式,通过曝气、搅拌交替运行,创造好氧、缺氧及厌氧环境,实现有机物、氮、磷和浊度的有效去除。主要研究曝气时间、污泥浓度、生物作用和膜滤的协同作用对该反应器出水效果的影响作用,在此基础上确定适宜于城市污水处理的最佳工况。在MIBR反应器内部近似为完全混合流(CSTR),整个反应器出水稳定。通过三相分离器利用污泥的重力沉降性以及膜的高效截留作用,使得污泥龄和水力停留时间分离,使硝化菌得到有效积累,实现了对氮的去除。试验根据曝气和搅拌时间的不同设定了四种工况对比试验,研究了不同工况对COD、NH3-N、TN、TP及浊度的去除效果。综合比较四种运行工况:连续曝气,3h曝气1h搅拌,2h曝气2h搅拌,3h曝气3h搅拌,研究结果表明在较低的曝气时间条件下,2h曝气2h搅拌工况下对各污染指标均有较好的去除效果:COD出水变化范围为11.34-33.19mg/L,平均去除率在73.77%;出水NH3-N不稳定,变化范围为0.85-7.68mg/L,平均去除率在79.28%;TP出水浓度0.36-0.89 mg/L,平均值0.60 mg/L,平均去除率67.07%;浊度1.60-5.70 mg/L,平均值4.2 mg/L,平均去除率80.17%。在2h曝气2h搅拌工况下研究了污泥浓度对污染物的去除效果,结果表明,在一定的污泥浓度范围内(<5000 mg/L),提高污泥浓度可以提高对污染物的去除效果,但是并不是污泥浓度越高越好,在HRT和曝气方式一定的情况下,污泥浓度过高,并不能很好提高出水水质。通过研究整个反应器内部的生物作用和膜滤的协同作用,结果表明膜的高效截留使反应器内部形成了很高的污泥浓度,微生物菌群丰富,使得出水优于传统的活性污泥法,同时由于膜的截留作用,防止了硝化细菌的流失,维持了反应器内部的硝化菌数量,使得出水水质特别是在低温(<15℃)时,仍能进行很好的硝化作用。通过试验得出,MIBR出水完全可以达到《生活杂用水水质标准》(CJ/48-1999)中的较高标准。