臭氧_MBR工藝處理維生素C類制藥廢水的研究

1、第28卷第4期2009年8月天津工業(yè)大學學報journalof tianjinpolytechnicuniversityvol.28no.4august2009臭氧+mbr 工藝處理維生素 c 類制藥廢水的研究楊新寧1， 趙艷華2， 戴海平2， 易修強3（1. 天津工業(yè)大學中空纖維膜材料與膜過程教育部重點實驗室，天津300160； 2. 天津膜天膜工程技術有限公司，天津300160； 3. 重慶大學數理學院，重慶400030 ）摘要：采用臭氧 +mbr 工藝對某維生素c 制造企業(yè)的廢水進行處理，考察了mbr 工藝與臭氧 +mbr 工藝對廢水codcr去除效果的差異 .實驗結果表明，采用臭氧 +

2、mbr工藝進行處理，進水codcr在1 100 mg/l 左右，產水codcr均為 200 mg/l 以下，優(yōu)于單獨 mbr 工藝處理效果； 進水氨氮平均值為145 mg/l， 產水降到10 mg/l以下， 去除率在 90%以上；水力停留時間為25 h， 出水水質較好，滿足改擴建的技術要求.關鍵詞： 維生素廢水；臭氧； mbr； 污泥馴化中圖分類號： ts102.528.1； x703.1文獻標識碼： a文章編號： 1671 024x（2009） 04 00 090 3study on treatment of vitamin c wastewater by ozone and membran

3、e bioreactoryang xin-ning1，zhao yan-hua2，dai hai-ping2，yi xiu-qiang3（1. key laboratory of hollow fiber membrane material and membrane processof ministry of education，tianjin polytechnic university，tianjin 300160，china；2. tianjin motian membraneengineering and technologyco ltd，tianjin300160，china；3.

4、physics department，chongqinguniversity，chongqing 400030，china）abstract ：the wastewaterof somevitamin manufacturer is treated by using ozone+membranebioreactor（mbr ）. thedifference of codcrremoval betweenmbr processand ozone+mbr processis investigated. the results showthat the codcrof influent is abo

5、ut 1 100 mg/l，and the codcrof effluent is below 200 mg/l after treated byozone+mbr process ，and better than mbr process.the nh4-n of influent is 145 mg/l in average ，and thenh4-n of effluent can reduce to 10 mg/l. the removal rate of nh4-n can exceed90%. the hydroli retentiontime is 25 h，and effluen

6、t quality can meet the requirement of expansionproject.key words：vitamin c wastewater ；ozone ；mbr；sludge domestication收稿日期： 2009-05-25作者簡介：楊新寧（1984）， 男， 碩士研究生； 戴海平（1964） ， 女， 研究員，導師 e-mail ： daihaiping126 commbr 工藝是將現(xiàn)代膜分離技術與傳統(tǒng)生物處理技術有機結合起來的一種新型高效污水處理及回用工藝，具有占地面積小、 容積負荷高、 泥量少 、 易工藝改造等特點1. 在生物反應器本身對有機物

7、進行降解作用的同時， 膜對有機大分子進行截留，大分子物質被膜截留后停留在反應器內，獲得了比傳統(tǒng)的活性污泥法更多的與微生物接觸的時間，并有助于某些專性微生物的培養(yǎng)， 提高了反應器的去除效率2. 維生素c生產制造工藝復雜，無論是萊氏法還是兩步發(fā)酵法，在發(fā)酵 、 提取 、 洗滌 、 萃取等工序都在產生大量的廢水， 且成分復雜， 處理難度高， 含有難生物降解和抑菌性有毒有害物質3. 臭氧氧化法作為一種有效的深度處理技術， 加在 mbr 前能進一步去除有機物，滿足日益嚴格的出水排放標準. 河北某維生素c 生產企業(yè)現(xiàn)有的工藝是采用多級接觸氧化的方法來處理廢水中難降解的有機物， 原有工藝水力停留時間長，在

8、40 h以上，且占地面積大， 出水水質不能達到國家污水綜合排放標準 （gb89781996 ）中的二級標準， 需要在原有工藝基礎上進行改造. 為探索維生素c 生產廢水的治理工藝，以達到國家排放標準， 在河北某維生素c制藥企業(yè)進行了為期50 d 的臭氧 +mbr 工藝中試實驗 .1實驗部分1.1實驗裝置實驗裝置如圖1 所示 . 本實驗主反應器由臭氧第28卷天津工業(yè)大學學報池、 好氧池和膜池組成，有效容積10 m3， 設計平均產水通量為400 l/h， 停留時間為25 h.臭氧裝置為連續(xù)運行，臭氧產生量為500 g/h. 臭氧是氧氣的同素異形體，它是自然界最強的氧化劑，其氧化還原電位僅次于氟，位居

9、第二. 膜組件采用膜天膜科技公司生產的fp-a 型簾式膜組件，單片有效面積為20 m2， 膜組件數量為兩片 （材質為 pvdf， 孔徑為 0.2 m ） . 曝氣裝置采用穿孔管和微孔曝氣聯(lián)合使用的方式： 好氧池采用微孔曝氣，為生化反應提供足夠的溶解氧； 膜池采用穿孔管曝氣，以增加對膜絲的抖動，更有效地去除膜表面的污染層. 系統(tǒng)采用plc自動控制， 由液位計控制進出水，生物反應器采用連續(xù)運行的方式，在壓力差的作用下實現(xiàn)出水8 min 停水 2 min 的間歇式出水方式. 本系統(tǒng)進水為原工藝流程中調節(jié)池的出水.1.2實驗步驟（1 ）污泥培養(yǎng)馴化. 試驗前9 d 為污泥的培養(yǎng)馴化階段；由于原有工藝采

10、用的是接觸氧化法，氧化池水中的污泥含量很低，所以污泥只能從排泥處取得，導致泥的活性較差. 前期培養(yǎng)污泥時加入一定量的清水和葡萄糖， 并且逐步減少葡萄糖加入量，同時增加廢水投加量，最后直接進調節(jié)池的出水. 經過一段時間的培養(yǎng)后，污泥濃度逐漸增加到4000 mg/l.（2 ） mbr 工藝的運行和出水codcr及氨氮的測試. 實驗前 29 d， 單獨 mbr 工藝運行， 測試出水氨氮，并用重鉻酸鉀法測試出水codcr.（3 ）臭氧 +mbr 工藝的運行和出水codcr及氨氮的測試 . 實驗從第3050 d 開始加入臭氧前期處理裝置， 分別測試出水氨氮及出水codcr.2實驗結果與討論2.1mbr

11、工藝對 codcr、 氨氮的去除效果在此階段污泥上升幅度比較緩慢，可能是由于水體中鹽分含量過高、微生物的生長受到一定抑制；也有可能是污泥負荷比較低，而導致微生物生長比較緩慢. 運行第 20 d， 進水 codcr出現(xiàn)一定的波動， 最高達到 1 900 mg/l，一般穩(wěn)定在1 100 mg/l 左右；而產水codcr開始下降， codcr在 200300 mg/l 之間，最低達到 149 mg/l， 去除率在80%以上，實驗數據見圖2. 進水氨氮一般在100 mg/l 以上，平均為145 mg/l， 產水氨氮平均在5 mg/l， 去除率在90%以上，實驗數據見圖 3.2.2臭氧 +mbr 工藝對

12、維生素廢水的處理效果在 mbr 前端加入臭氧裝置，實驗數據見圖2、 圖3. 剛加入臭氧初期， 出水 codcr值明顯偏高，表現(xiàn)出微生物對水體環(huán)境改變不適應. 在運行的第3550 d， 污泥濃度穩(wěn)定在5 500 mg/l 左右， 產水 codcr十分穩(wěn)定，均在 200 mg/l 以下，最低達到150 mg/l， 平均在178mg/l. 從圖 3 可以看出，氨氮的去除率在加入臭氧前后無明顯變化， 一般在 5 mg/l 左右 . 產水 ss為零，清澈透明，感官好. 從而說明臭氧+mbr 工藝比單獨的mbr 工藝對 codcr有更好的去除效果， 有利于提高出水的水質 .臭氧的強氧化作用導致難生物降解有

13、機分子破裂， 通過將大分子有機物轉化為小分子有機物和改變分子結構，降低了出水中的codcr， 增加了可生物降解effluent10第4期3結論采用濕法紡絲及后交聯(lián)的方式制備了pva/pni pa 初生纖維 、 熱誘導交聯(lián)纖維及戊二醛交聯(lián)纖維. 對3 種纖維的溶脹性能進行了研究，結果表明：（1 ）3 種纖維的溶脹性能均具有溫度響應性. 其中， pnipa/pva 初生纖維的溫度響應性最明顯，熱誘導交聯(lián)次之， 戊二醛交聯(lián)纖維較差.（2 ）纖維的耐熱水性能則與之相反，戊二醛交聯(lián)纖維的耐熱水性能最好，初生纖維的耐熱水性能較差.參考文獻：1hu min， kurisawa motoichi，dengre

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15、bersj. europeanpolymerjournal，2009， 45： 1706-1715.3anderson kyle d，lu david，mcconney michael e，etal. hydrogel microstructures combined with electrospun fibersand photopatterning for shape and modulus control j. polymer，2008，49： 5284-5293.4mao lijiang，hu yuanjie，piao yinshi，et al. structure andcharac

16、ter of artificial muscle model constructed from fibroushydrogelj.current applied physics ，2005 （5 ） ： 426-428.5fei jianqi，gu lixia. pva/paa thermo-crosslinking hydrogelfiber：preparation and ph -sensitive properties in electrolytesolutionj.europeanpolymerjournal ，2002，38： 1653-1658.6zhang jiantao ，bh

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18、iveryj. internationaljournalof biological macromolecules ，2009，44： 229-235.8feng xia，chen li，juleilei ，et al. pnipam/pva thermo-sensitive fibersc/proceedingsof international conferenceonsmart materials and nanotechnologyin engineering. harbin：spie， 2007： 672-684.（ 上接第8頁）物質的量 . 臭氧氧化處理難降解有機廢水有以下特點： 氧化

19、能力強， 對除臭 、 脫色 、 殺菌 、 去除有機物都有明顯的效果； 處理后廢水中的臭氧易分解，不產生二次污染； 處理過程中一般不產生污泥4. 與傳統(tǒng)活性污泥法相比，采用臭氧+mbr 技術可以在更短的水力停留時間內達到更好的去除效果5. 在整個運行期間，有機物的平均容積負荷為0.96 kgcod/ （m3d ） ，最大容積負荷為1.66 kgcod/ （m3d ） . 實驗開始階段產水 codcr偏高，運行中后期 （在實驗的第30 天臭氧開始正常運行 ）產水 codcr一直穩(wěn)定在150190 mg/l 之間； 即使在有大的沖擊負荷時，系統(tǒng)對 codcr去除效果仍然較好 . 由實驗部分可以得出： 臭氧 +mbr 工藝的水力停留時間為25 h， 在這種運行條件下，與多級接觸氧