一体化生活污水处理地埋式设备直销

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1.2工艺运行方法

进水流量为6L/h，出水抽吸泵工作时流量为8L/h，通过调节阀门保持出水流量恒定，以跨膜压力（真空表读数）来表征膜污染程度。每个试验工况的进水时间和工艺运行时间均相同，运行过程中取样6次。膜池中粉末活性炭的投加量为2g/L，为了保证每次工况下膜池内的生物量和活性*，每个工况结束后排掉一定体积混合液，再补充相应质量的新炭，维持池内的粉末活性炭浓度不变。每个工况结束后用膜出水对膜组件进行反冲洗，冲洗水流量为20L/h，冲洗时间为5min，后用质量分数为1%的NaOH溶液浸泡30min，直到膜的纯水通量恢复至新膜初始通量的95%以上为止。

1.3测试方法

UV254采用T6新世纪紫外可见光分光光度计（北京普析通用公司）测定；氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮采用标准分析方法测定。脂类物质是所有细胞中生物膜的主要成分，在细胞死亡后会很快分解，且超过95%的生物膜脂类是以磷脂形式存在，故用总磷含量来表示反应器中生物的活性具有可行性，总磷的测定采用钼锑抗分光光度法。胞外聚合物（EPS）可用来衡量膜池中对膜过滤产生不利影响的成分，本试验测定了混合液中溶解态蛋白质、多糖的含量，溶解态EPS的提取采用低速离心法，蛋白质用福林酚法在波长750nm下测定吸光度，多糖用蒽酮-硫酸法在波长625nm下测定吸光度。

2模型建立与数据分析

2.1正交试验设计

安排了一组4因素3水平的正交试验，以确定因素的主次性和显著性。根据文献确定影响因素为膜池内的曝气强度、膜池沉泥的刮泥间隔、膜抽吸泵的抽停时间、膜池内的曝气模式。膜池内的曝气强度根据气水比设计，选定3个曝气强度120、80、40L/h。膜池内的刮泥间隔通过公式t=TlnC0/Ce确定，其中T为膜池的水力停留时间（HRT=1.44h），C0为粉末活性炭初始质量浓度（2g/L），Ce为粉末活性炭剩余质量浓度，选定3个刮泥间隔1、0.75、0.5h。膜抽吸泵的抽、停时间根据进出水量确定，以水位不超过膜池超高以及不低于膜组件标高为准，选定3个抽、停时间组合30、10min，15、5min，9、3min。膜池内的曝气模式分别采用不曝气、间歇曝气（膜停抽时曝气，工作时不曝气）、连续曝气。正交试验方案见表1。

根据出水水质、运行成本、操作管理等方面的综合需要，构建了运行工况优化多目标模型，如图2所示。整个评价系统分成3个层次，目标层（A）中有1个元素：运行工况评价A，是问题的预定目标或理想结果；领域层（B）包括4个元素：氮类去除效果评价B1、有机物去除效果评价B2、反应器生物量评价B3、膜运行状况评价B4，是要实现目标所涉及的中间环节；指标层（C）包括7个为实现目标而选择的评价指标：出水氨氮（NH4+-N）C1、出水亚硝酸盐氮（NO2--N）C2、出水硝酸盐氮（NO3--N）C3、出水有机物UV254值C4、生物接触氧化池总磷（TP）C5、膜池混合液EPS浓度C6、跨膜压差（TMP）C7，7个指标均以每个工况下所测样品结果的平均值计。 

图2运行工况优化多目标模型

本试验确定综合指标为Z，指标层（C）中各指标Ci在体系中的权重分配为wi，采用赋权加法得到综合指标公式：

。其中指标层各指标Ci对应的单项指标评分为Zi，计算得到的Z值作为评价各运行工况与优化的重要参考依据。

2.3指标体系权重分配

由于7个评价指标不尽相同，计量单位也不*，难以换算，因此采取层次分析法（AHP）进行分析，将复杂问题分解成各个组成因素，将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构，通过两两比较确定各个因素相对重要性，然后综合决策者的判断，确定决策方案相对重要性的总排序〔7〕。各个指标权重的比较方法采用四分法：将所有指标一对一进行比较，根据客观分析和具体试验要求，判断两者的相对重要性，并构造判断矩阵。判断非常重要的一方给4分，另一方给0分；比较重要的一方给3分，另一方给1分；双方同样重要，均给2分；zui后按每一指标的评分值占所有指标评分值的百分比确定其权重〔8〕。

本试验中具体的层次分析法评判步骤如下：（1）领域层各因素权重（wBi）分配：采用四分法建立运行工况评价判断矩阵A表（表2）；（2）指标层各因素权重（wCi）分配：采用四分法建立氮类物质去除效果评价判断矩阵B1表（表3）及反应器生物量和膜运行复合评价判断矩阵B3&B4表（表4）；（3）求出指标层各指标Ci在体系中的zui终权重分配：wi=wBi×wCi。

判断矩阵（A）中的4个因素：在氮类物质去除效果评价B1中，因原水氨氮较高，需要较高的去除率，且一般工艺去除率较低，故其重要性zui高；有机物去除效果评价B2，经本工艺去除后效果远优于水质标准要求，故其重要性较低；反应器生物量评价B3因本工艺的重要优势在于能较好地发挥微生物降解作用，故其重要性较高；膜运行状况评价B4因模拟试验周期相对较短，相对而言其重要性较低，但在示范工程中应重点考虑。判断矩阵（B1）中的3个因素：出水氨氮C1是本工艺的主要控制指标，出水亚硝酸盐氮C2和出水硝酸盐氮C3仅在分析氮元素的相互转化过程中作为参考，因此C1的重要性远高于C2和C3。判断矩阵（B3&B4）中的3个因素：膜池混合液EPS浓度C6既作为膜池中生物量的重要表征指标，又是膜污染形成的重要原因，故将判断矩阵B3和B4进行综合考虑；膜池内总磷C5作为池中生物量和生物活性的重要表征指标，与C6重要性相当；跨膜压差C7作为评价膜污染的直观指标，因试验周期较短，因此表现并不特别明显，其重要性较低。