一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究

一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究（精选8篇）

一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究 篇1

一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究

摘要：目的 研究一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的可行性及处理效果,为豆制品加工废水处理提供新的工艺选择.方法 采用一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水,在连续运行过程中,对进水和出水的.化学需氧量、生物化学需氧量、悬浮物、氨氮和总磷进行测定,通过对主要污染物进出水质量浓度变化的分析,确定膜生物反应器(MBR)工艺处理豆制品加工废水的可行性、运行情况和豆制品加工废水中对各污染指标的去除效果.结果 通过60 d的连续运行,MBR处理豆制品加工废水出水水质好,CODCr,BOD5,氨氮和SS的去除率分别高达96.84%,94.37%,95%和99.83%.结论 利用膜生物反应器处理豆制品加工废水在技术上可行.有机物去除率高,装置具有较强的耐冲击能力,出水稳定.作 者：刘旭东 张砚 尹敬杰 LIU Xudong ZHANG Yan YIN Jingjie 作者单位：沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁,沈阳,110168期 刊：沈阳建筑大学学报(自然科学版) ISTICPKU Journal：JOURNAL OF SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY NATURAL SCIENCE年，卷(期)：,23(3)分类号：X703关键词：废水处理 一体式膜生物反应器 豆制品加工废水 活性污泥

一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究 篇2

关键词：多孔性载体,生物膜反应器,深度处理,皮革废水

近年来, 随着皮革工业的迅速发展, 皮革工业成为出口创汇的大户, 但同时制革废水也成为重要的污染源之一。制革工艺主要包括脱脂、浸灰、脱毛、鞣制、染色等工序, 每道工序皆有废水产生, 因此废水水质复杂, 排放量大[1]。制革废水中含有大量蛋白质、染料、油脂、硫化物、铬盐以及毛渣等有害物质, 因不同企业原料皮、加工工艺和成品皮革等不同, 虽多数企业对生产工序中重点污染源废水 (如铬鞣废水等) 进行单独收集处理后再与其他工序排放的废水混合做进一步处理, 但综合废水的水质水量差异仍比较大, 其CODCr、BOD、硫化物、氨氮、悬浮物等非常高, 是污染严重、较难处理的工业废水[2]。目前国内外相关研究者所采用的处理方法主要有物化处理法[3]、生化处理法[4]、组合工艺[5]等。

随着全国范围内对环境治理力度的加大, 怎样有效解决制革废水达标排放, 尤其是其中氨氮指标如何达标排放, 已成为关系我国制革行业生存和发展的至关重要的问题。我国现有制革废水处理通常采用物化预处理和好氧生物处理组合工艺, 处理后的废水水质中其它指标基本上能达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》的一、二级标准, 但由于制革废水的氨氮浓度多高达每升数百毫克, 要使得氨氮满足排放标准面临着不小的技术和成本困难[6,7,8], 必须在常规处理工艺上进行三级深度处理。本试验设计出一种多孔载体生物膜反应器, 其兼有活性污泥法和生物膜法两者优点, 针对经过常用的工艺处理后未达标排放的皮革废水, 采用多孔载体生物膜反应器对其进一步处理, 并探讨采用多孔载体生物膜反应器继续降解废水中氨氮和CODCr的处理效果。

1 试验材料和方法

1.1 试验主要仪器

恒流泵, DDB-210, 上海之信仪器有限公司;气泵, ACO-9610, 广州海利集团有限公司;溶氧仪, JPB-607型;扫描电镜, XL-30ESEM, PHILIPS。

1.2 载体

试验中所用多孔载体由粒度4~6 mm浮石和直径为80 mm网络状塑料外壳组成, 如图1所示。

图1多孔载体形态Fig.1 Configuration scheme of porous carrier

1.3 试验装置

试验装置简图如图2所示。生物膜反应器用有机玻璃自行制作, 尺寸长、宽、高分别为600 mm、300mm和300 mm, 有效容积为43 L, 内置载体后有效容积为32 L, 载体的容积充填率为32%。进水方式为上流式, 采用恒流泵控制进水流速。反应器底部每隔一定距离设有曝气管, 使用气泵曝气, 通过控制曝气强度, 在污水的水平流动方向上形成好氧-厌氧反复交替出现的环境。

1.原水箱2.进水泵3.生物膜反应器4.气泵5.多孔载体6.曝气头

1.4 进水水质

实验所用进水为某皮革厂经物化和生化处理后的出水。其主要水质指标及《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 中的一级排放标准见表1。

1.5 分析方法

测定项目采用国家规定的标准方法[9]进行。CODCr采用重铬酸钾法测定;氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定;总氮 (TN) 采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定。

DO值使用溶氧仪测定;载体表面结构用扫描电镜观察。

2 结果与讨论

2.1 浮石性质

浮石是多孔载体的主要组成部分, 是微生物的主要附着体, 本次实验所采用的浮石购于吉林省抚松县松江河镇天合浮石厂, 其表面呈多孔状, 灰白色, 质轻, 可浮于水面。容重约750 kg/m3, 松散容重为380 kg/m3左右, 孔隙率为69.5%~71.8%, 吸水率为58%~61%, 比表面积为0.4~0.6 m2/g。浮石中主要含Si O2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、Ca O等化合物, 另外还含有少量的Mn、Mg、P、S等元素[10]。图3为天然浮石的电镜扫描照片。由图可知, 浮石表面粗糙且密布着大量微孔, 平均孔径在15μm左右, 微孔之间的孔壁厚1~2μm, 结构坚实, 为微生物的附着提供了良好的条件。

2.2 挂膜性能研究

本研究以有机物去除率作为判断生物膜是否成熟的指标性参数。试验在28~35℃的条件下, 采用“快速排泥挂膜法”进行。接种污泥取自某皮革厂污水处理生化池的污泥, 新鲜污泥的MLSS为6.12g/L。将上述污泥和污水以1∶3混合后, 加入反应器中, 浸没载体, 进行闷曝。24 h后排空悬浮污泥, 重复操作一次, 两天后改用小流量连续进水, 进水流量为3 L/h, 反应器内DO保持在2.0 mg/L以上。经观察、镜检, 两天后载体表面开始出现粘性生物膜附着特征, 随着挂膜时间的增加, 载体表面的生物膜颜色逐渐由灰白色变成黄褐色, 覆盖面积也逐渐增加, 显微镜下观察发现反应器内均有丰富的钟虫、轮虫、线虫等原生和后生动物, 图4为挂膜期间反应器内的主要微型动物。同时反应器出水水质处于稳定状态, 至此挂膜试验完成。

图3浮石的表面微观结构Fig.3 The SEM image of surface structure of pumice

2.3 对各类污染物的去除效果

2.3.1 对COD的去除效果

该深度处理系统对含难生物降解有机物的废水具有良好的处理效果, 连续运行40天, 出水COD可稳定在100 mg/L以下, 最高去除率达72.8%, 由图5可见:试验进水COD为176.5~256.6 mg/L, 经生物膜反应器处理之后降至64.5~94.5 mg/L, 出水平均浓度为75.8 mg/L。运行前5天去除率较低, 在53%上下波动, 从第6天起出水COD达到了67%, 此后出水COD去除率一直稳定在60%以上。这可能是由于反应器刚提高进水流量进行连续运行, 微生物生长的还不够充分, 微生物需要一个驯化的过程, 随着载体微生物的不断增殖, COD去除率不断升高, 并且趋于稳定。在前5天进水COD都低于200mg/L, 此后随着进水COD的提高, 出水浓度反而降低, 去除率增高。在进水浓度达到最高256.6 mg/L时, 去除率达到最高72.8%, 本实验处理工艺的平均COD去除率为63.8%, 系统运行期间, 每天出水的COD都能达到《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 中的一级排放标准 (COD≤100 m g/L) 。

图4挂膜期间反应器里的主要微生物Fig.4 Main mini size creature in reactor during biofilm formation

图5对COD的去除效果Fig.5 The removal efficiency of COD

2.3.2 对氨氮的去除效果

图6对氨氮的去除效果Fig.6 The removal efficiency of ammonia-nitrogen

系统连续运行40天, 出水氨氮可稳定在10mg/L以下, 本试验处理工艺的平均氨氮去除率为81.9%, 最高去除率达86%, 由图6可见:进水氨氮为39.2~58.9 mg/L, 经生物膜反应器处理之后降至7.68~9.58 mg/L, 出水平均浓度为8.8 mg/L, 在开始运行的前5天, 去除率稍有波动, 此后一直保持较高的去除率, 基本稳定在80%以上。这是由于本反应器在污水的水平流动方向上形成好氧-厌氧反复交替出现的环境, 随着生物膜厚度的增加, 载体内部也逐渐形成厌氧与兼氧环境, 促使反应器内实现硝化、反硝化过程的协同作用, 不仅为反硝化细菌的增殖提供良好条件, 降低了污水中的NO2-和NO3-浓度, 也进一步促进了污水中的氨氮发生硝化反应, 进而降低氨氮浓度。系统运行期间, 每天出水的氨氮都能达到《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 中的一级排放标准 (氨氮≤15 mg/L) 。

该系统对氨氮的去除效果较明显, 这可能是由于本生物反应器采用的多孔性载体有较好的吸附效果, 在采用快速排泥法进行挂膜时, 通过多孔载体的吸附作用固定微生物, 所吸附的大量微生物可以从污水中获得营养物质进行繁殖, 因此, 载体内外的微生物可以得到良好的生长, 生物膜形成快, 载体内外能快速形成不同的溶解氧环境, 此种环境对提高氨氮去除率非常有利[11]。

2.3.3 对总氮的去除效果

图7对总氮的去除效果Fig.7 The removal efficiency of total nitrogen

系统连续运行40天后, 由图7可见:进水总氮为51.9~76.5 mg/L, 经生物膜反应器处理之后降至19.4~28.1 mg/L, 出水平均浓度为22.9 mg/L, 本试验工艺的平均总氮去除率为64.7%, 最高去除率可达71.7%, 由此可知, 本实验系统对皮革废水的总氮去除率效果也是较为明显的, 原因可能是由于在反应器内存在厌氧-好氧交替出现的环境, 在厌氧环境下, 多孔性载体为反硝化细菌的有效生长提供了良好条件, 进而在反硝化作用下, 对废水进行脱氮。

3 结论

(1) 采用多孔性载体生物反应器能进一步降解经一般的物化、生化工艺处理后的COD和氨氮等未达标的皮革废水污染物, 本工艺可同时完成对废水COD、氨氮的去除, 出水COD可稳定在64.5~94.5mg/L, 出水氨氮稳定在7.68~9.58 mg/L之间。

(2) 本反应器内可实现同步硝化和反硝化反应, 促进一部分总氮的去除, 获得进一步的脱氮效果, 其出水总氮可降至19.4~28.1 mg/L, 平均去除率为64.7%。

(3) 本生物反应器集生物氧化、硝化及反硝化和截留悬浮固体为一体, 节省了后续沉淀池, 运行操作简单, 效果良好, 有着乐观的市场化前景。

参考文献

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一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究 篇3

复合式/一体式膜生物反应器处理生活污水中试试验对比研究

摘要：用中试对比进行一体式与复合式膜生物反应器对于生活污水污染物的去除研究.发现2种膜生物反应器对于COD的总去除率都在96%左右:对于氨氮的去除率都在90%以上,2者在处理效能上并无太大区别;但复合式膜生物反应器对于总氮的去除高了10%,同时污泥浓度大大降低,使膜污染降低,污泥脱水性能增加.作 者：谢富强    杨砺  作者单位：中国市政工程中南设计研究院,湖北武汉,410030 期 刊：能源与环境   Journal：ENERGY AND ENVIRONMENT 年，卷(期)：, “”(3) 分类号：X703.3 关键词：膜生物反应器    填料    有机物    氨氮    总氮   

 

一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究 篇4

摘要：采用中试规模(1.8 m3/d)的缺氧-好氧膜生物反应器(A/O MBR)对城市污水处理回用进行了试验研究.试验结果表明,该工艺处理效果优良,系统对COD、氨氮、浊度、总氮、总磷去除率较高,COD、氨氮出水浓度分别为7～39 mg/L、0～1.31 mg/L.出水水质优于城市杂用水水质标准(GB/T18920-).作 者：杨琦    尚海涛    王洪臣    甘一萍    Yang Qi    Shang Haitao    Wang Hongchen    Gan Yiping  作者单位：杨琦,尚海涛,Yang Qi,Shang Haitao(中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京,100083)

王洪臣,甘一萍,Wang Hongchen,Gan Yiping(北京城市排水集团有限责任公司,北京,100022)

期 刊：环境污染治理技术与设备  ISTICPKU  Journal：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL 年，卷(期)：, 7(9) 分类号：X703.1 关键词：膜生物反应器    膜污染    生活污水    去除效果   

一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究 篇5

采用处理量为0.08 m3/h的一体式膜生物反应器处理城市生活污水.实验结果表明: 0.073 Mpa的操作压力下,膜通量能维持在0.02 m3/(m2・h)这一较高的`水平,且此时的最佳曝气量为150 L/min.实验出水水质稳定且优于生活杂用水回用标准,可直接回用.

作 者：张再利 朱宛华 袁守军  作者单位：张再利(中山大学,环境科学与工程学院,广东,广州,510275)

朱宛华(合肥工业大学,资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009)

袁守军(南京大学,污染控制与资源化国家重点实验室,江苏,南京,210093)

刊 名：合肥工业大学学报（自然科学版）  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 27(10) 分类号：X703.1 关键词：膜生物反应器   膜通量   操作压力   曝气量  

一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究 篇6

随着我国人民生活水平的提高, 饮食结构的改变, 城市生活污水的水质成分有了很大变化, 含氮量增加, 出现了低C/N (质量比) 的情况[3]。针对传统生物脱氮工艺在处理高NH4+-N、低碳源废水时急需解决反硝化过程中碳源不足等问题, 以及影响MBR推广使用的膜价贵和膜污染问题, 本试验以低碳氮比污水为处理对象, 采用自制的A/O-动态膜生物反应器进行了研究。

1 试验装置与方法

1.1 试验装置和工艺流程

A/O-动态膜生物反应器系统主要由缺氧池、好氧池和膜组件组合而成。本试验在自制设计的缺氧/好氧-动态膜生物反应器中进行, 实验装置示意如图1。

污水在储水池由提升泵送至高位水箱, 再由虹吸作用进入缺氧池 (A池) , 与好氧池 (O池) 回流的硝化液混合完成微生物反硝化反应。缺氧池废水经反应器隔板底部流入好氧池连续曝气, 供氧充足, 废水中有机物在好氧池得到降解, 氨氮被硝化;好氧池混合液再由隔板底部进入膜室, 在反应器液位与出水口液位差作用下, 经膜过滤后形成系统出水。所用平板型膜组件由筛绢包裹膜组件职称, 过滤孔径0.1mm, 有效膜面积0.35m2 (装置采用了7片膜) 。具有成本低、自流出水, 能耗低和高过水通量, 且拆卸方便, 可随时进行单片清洗的优点。

1储水池2潜水泵3高位水箱4流量计5曝气头6膜组件7出水箱8鼓风机

1.2 试验原水水质

试验原水取自某高校办公楼的化粪池水, 水质情况如表1。原水中氨氮含量较高, 碳氮比值较低, 试验中需向原水中投加一定的葡萄糖补充碳源, 以调节废水的C/N比值。

1.3 测定项目与方法

p H:p HS-3B精密p H计;COD:重铬酸钾法;NH4+-N:纳氏试剂分光光度法;TN:过硫酸钾氧化-紫外分光光度法;MLSS:重量法。

2 试验结果与讨论

在原水氮含量变化不大的情况下, 通过调整进水有机物浓度以改变进水的碳氮比值。试验中通过在原水中投加葡萄糖补充碳源, 试验碳氮比分别为1.38、3.14、4.07、5.15和6.78, 考察了五种不同低碳氮比进水条件下反应器对COD、NH4+-N、TN的处理效果。

2.1 COD的去除

试验连续运行期间, 水温约13℃~25℃。为考察本反应器的生物降解作用对COD的去除率贡献, 以及膜过滤作用对COD的去除率贡献, 实验同时检测了膜室混合液经40min沉淀后的上清液中的COD值以及经膜过滤后的出水COD值。试验结果见图2。 (图中生物去除率表示膜室混合液COD相对试验进水的去除率, 系统去除率表示膜出水COD相对试验进水的去除率。)

由图2可以看出, 试验进水COD浓度波动较大 (158~1069mg/L) , 进水COD/TN在1.38~6.78之间, 五种不同进水碳氮比水质下, COD均有良好的去除效果 (即使在试验后期, 温度较低的情况) , 去除率为81.3%~95.2%, 平均为89.5%, 出水COD在82mg/L以下, 且去除率随进水COD浓度的提高而增加。说明本反应器处理低碳氮比废水时, 增高碳氮比有利于系统对COD的去除。

反应器的微生物降解作用对COD的去除率在68%~88%, 平均为80%;由此可见, 系统对COD的去除主要依赖于生物降解作用, 膜分离作用的去除贡献在10%左右。膜分离对维持系统出水水质稳定起至关重要作用, 使总的COD去除率保持在较高水平。

2.2氨氮的去除

试验稳定运行期间, 进水氨氮浓度变化不大, 平均为129.6mg/L, 进水COD/NH4+-N在1.44~7.93之间, COD/TN在1.38~6.78之间, 氨氮去除率随进水C/N值的变化而变化, 试验结果见图3。

随着COD/NH4+-N比值的增加, 氨氮去除率呈明显的上升趋势, 由65.2%提高到92.2%, 平均去除率为87%, 说明氨氮的去除率受进水碳氮比的影响较大, 碳氮比的提高有利于氨氮的去除, 同时供氧充足及较长的泥龄也保证了系统良好的硝化效果。因为 (1) 碳氮比的提高改善了原水中碳源不足的现象[5]; (2) 碳氮比提高, 反硝化作用顺利进行, 避免或减少反应器内硝态氮的积累现象, 降低甚至消除它对硝化反应的抑制作用[6]。而当进水COD/NH4+-N比值下降时, 氨氮的去除率变化不大, 但呈下降趋势。总体来说, 氨氮的去除率较好。

2.3 总氮的去除

试验过程中进水TN浓度平均为149.4mg/L, 进水COD/TN在1.38~6.78范围内, 试验结果见图4。

从图4可以看出, 总氮的去除率与进水碳氮比密切相关。进水碳氮比越高, 出水总氮越低, 其去除率相应也越高, 当进水COD/TN比值达到6.78时, 系统对TN的去除率由11%左右上升到40%左右。总的来讲, 反应器脱氮效率不高的原因可能有: (1) 好氧池中供氧充足, 由好氧池回流至缺氧池的硝化液带有部分DO进入缺氧池, 破坏了缺氧池的缺氧环境; (2) 试验废水为低C/N比废水, 造成反硝化过程中的碳源不足。

2.4 抗冲击负荷能力

反应器稳定运行期间, 进水COD变化范围158~1069mg/L, COD/TN变化范围为1.38~6.78。在五种不同进水碳氮比运行条件下, 动态膜生物反应器的容积负荷变化范围为0.55~3.74kg COD/ (m3·d) , 污泥负荷范围为0.20~0.73kgCOD/ (kg MLSS·d) , 出水COD值稳定在82mg/L以下, 能够保证稳定的出水水质, 说明该反应器具有较强的抗冲击负荷能力。

2.5 污泥增殖

试验期间, 考察了系统的污泥增殖情况。由于进水中有机负荷的变化, 好氧池、缺氧池内污泥浓度随时间变化情况见下表2。

由表2可以看出, 随着运行时间的变化, 生物反应器内的污泥浓度稳步上升, 最高达到了5.71g/L。这主要与进水中有机负荷的逐渐提高及动态膜对SS的良好截留作用有关, 较高的污泥浓度保证了出水水质。

3 结语

(1) 五种不同进水碳氮比, 进水COD浓度范围为158~1069mg/L, 进水COD/TN变化范围1.38~6.78。A/O-动态膜生物反应器对COD的平均去除率为89.5%, 出水COD在82mg/L以下, 去除率随进水COD浓度增加而提高;氨氮去除率随进水碳氮比提高呈明显上升趋势, 由65.2%提高到92.2%, 平均去除率87%, 说明碳氮比提高有利于氨氮的去除;总氮去除率随进水COD/TN比值增加, 去除率由11%上升到40%左右。

(2) 反应器对COD的去除效果, 生物降解作用占80%, 膜分离作用10%左右。

(3) 反应器具有较强的抗负荷冲击能力。

(4) 试验期间, 因进水有机负荷逐渐提高及动态膜对SS的截留, 缺氧池、好氧池的污泥浓度稳步上升, 最高达到5.71g/L。

参考文献

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一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究 篇7

膜生物反应器处理市政污水中试研究

相对于传统活性污泥法,膜生物反应器处理生活污水具有显著的.优势.通过在自行设计、加工的浸没式中空纤维微滤膜生物反应器中试装置上连续处理两种生活污水,旨在研究中空纤维微滤膜组件的性能及其影响因素,膜水通量随膜组件内真空度的变化,膜水通量随运行时间的变化和膜污染产生的原因及防治措施.了解膜生物反应器对生活污水的净化效果,出水COD、NH3-N、表色色度和浊度随运行时间的变化,膜生物反应器内污泥浓度随运行时间的变化情况等.为下一步中空纤维微滤膜生物反应器商业化应用提供基础设计数据和运行参数.

作 者：李天成 马将军 朱慎林 陈萃仙 LI Tian-cheng MA Jiang-jun ZHU Shen-lin CHEN Cui-xian 作者单位：清华大学化学工程重点实验室∥化学工程系,北京,100084刊 名：中山大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI年，卷(期)：44(z2)分类号：X505关键词：膜生物反应器 微滤 膜组件 市政污水 membrane biological reactor micro-filtration membrane module municipal wastewater

一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究 篇8

膜生物反应器(MBR)具有泥水分离效果好且稳定、水力停留时间(HRT)和固体停留时间(SRT)可完全分离、废水处理效果好、工艺流程简单、装置占地面积小、控制易于实现自动化、出水可回用等优点,尤其是一体式MBR工艺实现了有机物降解和固液分离的一体化操作,同时可省去初沉池[9,10]。

本工作采用共代谢与一体式好氧MBR相结合的工艺,对DMSO废水进行连续模试处理。考察了装置的污泥驯化效果、DMSO去除率、污泥特性、HRT和冲击负荷对DMSO去除率的影响。

1 试验部分

1.1 废水水质及试剂

废水取自某厂生产废水提升池。废水水质波动较大,ρ(DMSO)=112~3 069 mg/L,COD=57~358 mg/L,p H=5.6~8.5。活性污泥取自某石化公司污水处理厂生化曝气池。磷酸铵:分析纯;碳酸氢钠、蔗糖:工业级。

1.2 装置及运行参数

试验装置为模试规模,处理废水流量5~10 L/h。高位槽φ300 mm×850 mm,聚氯乙烯;调节池745 mm×745 mm×850 mm,聚氯乙烯;MBR外壳φ400 mm×1 080 mm,不锈钢;膜组件350mm×350 mm,3片,聚偏氟乙烯+特种纳米材料。

M B R的主要运行参数:H RT=12~24 h,MLSS=5~6 g/L,p H=5.5~6.5,DO=2~4 mg/L,温度15~35℃。

1.3 试验方法

采用共代谢好氧MBR工艺,共代谢基质为蔗糖。

将提升池中的废水连续打入高位槽,再定量连续打入调节池,同时将磷酸铵和碳酸氢钠定量连续加入调节池,废水与药剂在调节池内通过空气曝气充分混合后,从下部打入MBR,同时将蔗糖定量加入MBR,经MBR处理的废水通过膜组件,由磁力泵从MBR上部排出,测定ρ(DMSO),MLSS,MLVSS。不定期由MBR底部排泥口排出多余的污泥,磁力泵的运行方式为运行8 min,停止2 min。

试验分为驯化期和正式期两个阶段。驯化期:第1天~第30天,HRT=24 h;正式期:第1天~第86天,HRT=24 h,第87天~第101天,HRT=16h,第102天~第125天,HRT=12 h。

1.4 分析方法

采用美国安捷伦公司的HP5890型气相色谱仪测定DMSO的质量浓度,检出限6 mg/L;采用日本奥林巴斯公司的CX41型显微镜观测污泥的生物相。

2 结果与讨论

2.1 驯化期的DMSO去除率

驯化期的DMSO去除率见图1。由图1可见:随驯化时间的延长,DMSO的去除率总体呈上升趋势;驯化第29天,DMSO去除率达98.5%,表明装置运行29 d时MBR内的污泥已驯化成功。

驯化29 d时,显微镜观察到活性污泥中存在变形虫、累枝虫、足吸管虫、楯纤虫、转轮虫和线虫等微生物。

2.2 正式期的DMSO去除率

正式期的DMSO去除率见图2。由图2可见:正式期第1天~第54天,由于装置为持续高负荷DMSO进水,开始时降解DMSO的微生物数量不足,DMSO去除率较低,随着微生物数量的不断增加,DMSO去除率也逐渐升高;正式期第55天~第110天,MBR进水的DMSO负荷基本正常,且降解DMSO的微生物数量积累的足够多,故DMSO去除率维持在一个较高的水平,期间有数次DMSO去除率明显下降,是因为装置运行过程中碱的加入量不足使MBR发生了内酸化的现象,进而抑制了微生物对DMSO的降解,消除MBR内酸化后,DMSO去除率很快恢复正常,说明MBR对短期酸化冲击的修复作用明显;装置在正式期第55天~第110天运行时,去除这期间MBR内造成的异常数据,装置进水ρ(DMSO)=257~1 448 mg/L(平均值为718mg/L),出水ρ(DMSO)=6~22 mg/L(平均值为7mg/L),DMSO去除率为96.4%~99.6%(平均值为98.9%);正式期第111天~第125天,由于气温降低造成MBR内温度降低,致使微生物的活性降低,DMSO去除率降低。

2.3 污泥的性能

在模试运行期间,正式期的第53天将MBR内的泥水混合液排出21 L,第75天和第83天各排出10L,其他时间处于不排泥状态,MBR内的污泥性能见表1。由表1可见,在整个MBR运行的正式期,污泥体积指数(SVI)小于100 m L/g,表明污泥的沉降性能较好[11];MLVSS/MLSS较高,表明污泥的活性高;随HRT的缩短,MLVSS增加,这是因为单位时间内去除的有机物的量有所提高。MBR内MLSS的平均值为5.52 g/L,MLVSS的平均值为4.78 g/L。

MLVSS和MLVSS/MLSS随运行时间的变化见图3。由图3可见:在驯化期内,由于废水中的DMSO对菌种有抑制作用,MLVSS逐渐减小;随着活性污泥对废水的逐渐适应,在正式期内MLVSS随运行时间的延长而逐渐增大;MLVSS/MLSS也是经过驯化期的短暂降低后,在正式期随运行时间的延长而逐渐增大,运行到第110天时(包括30 d驯化期)基本稳定在0.89,说明污泥活性较高。

2.4 HRT对DMSO去除效果的影响

在MBR运行的正式期,HRT对DMSO去除效果的影响见表2。

由表2可见,当HRT为24,16,12 h时,D M S O的平均去除率均达到98.6%以上,说明HRT≥12 h时DMSO即可在MBR内被很好地降解去除。综合考虑,采用HRT为12 h较适宜。

2.5 DMSO高负荷状态下的DMSO去除效果

在正式期的第11天~第54天,持续的进水DMSO高负荷对模试装置的运行形成冲击,当DMSO处于高负荷状态时DMSO的去除效果见表3。

由表3可见:DMSO处于高负荷状态时,DMSO去除率较低;在持续DMSO高负荷时,随蔗糖加入量的增加,DMSO去除率逐渐增加,最终恢复到DMSO处于高负荷冲击前时DMSO的去除效果。这是因为,蔗糖加入量增大可以产生更多的降解DMSO的微生物,且MBR可将产生的微生物截留,从而保证有足够多的微生物用于去除DMSO。

3 结论

a)采用蔗糖作为共代谢基质与一体式好氧MBR工艺相结合处理DMSO废水,驯化第29天,DMSO去除率达98.5%,表明MBR内的污泥已驯化成功。

b)在MBR运行的正式期,当DMSO处于高负荷状态时,DMSO去除率较低;随蔗糖加入量的增加,DMSO去除率逐渐增加,最终恢复到DMSO处于高负荷冲击前时DMSO的去除效果;正常运行时,装置进水ρ(DMSO)=257~1 448 mg/L(平均值为718 mg/L),出水ρ(DMSO)=6~22 mg/L(平均值为7 mg/L),DMSO去除率为96.4%~99.6%(平均值为98.9%)。

c)在MBR运行的正式期,SVI小于100,表明污泥的沉降性能较好;MLVSS/MLSS较高,表明污泥的活性高;MBR内MLSS的平均值为5.52 g/L,MLVSS的平均值为4.78 g/L。