影響MBR處理效果及膜通量的因素研究

1、         06-03-08 11:04:00     作者：鄭祥 樊耀波    編輯：studa9ngns摘要：采用處理規(guī)模為10m3/d的厭氧/好氧膜生物反應器(A/O MBR)處理毛紡印染廢水，試驗結果表明：當原水COD、BOD5、色度、濁度分別為256.5 mg/L、94.8 mg/L、64倍、45.65 NTU時，相應的出水指標分別為20.2 mg/L、1.6 mg/L、25倍、0.51 NTU，其水質(zhì)達到生活雜用水水質(zhì)

2、標準(CJ25.189)；溶解氧是影響處理效果的一個關鍵因素；隨著運行時間的延長、膜污染的增加，溫度對膜通量的影響降低；膜面流速較高時，污泥濃度對膜通量沒有顯著影響。 關鍵詞：MBR 印染廢水 膜通量  Study on the Factors Influencing Treatment Effect and Membrane Flux of Anaerob ic/Oxic Membrane Reactor (A/O MBR) Abstract： A pilot study was conducted for the treatment of dyeing wastewater fr

3、om woolen mill by using A/O MBR with capacity of 10 m3/d.The result showed that for the r aw wastewater with COD 256.5 mg/L,BOD5 94.8 mg/L,color 64 dilution tim es,and turbidity 45.65 NTU,the value of corresponding index in effluent is respe ctively 20.2 mg/L,1.6 mg/L,25 dilution times,and 0.51 NTU.

4、Effluent quality comes up to the miscellaneous domestic water quality standard (CJ 25.189).Dissolved oxygen is the key factor influencing the treatment effect.With the extension ofoperating time and increase of membrane fouling,temperature has lower effect on membrane flux.The sludge concentration h

5、as little impact on membrane flux at high crossflow velocity. Keywords: MBR; dyeing wastewater; membrane flux 膜生物反應器(MBR)由于使用了膜分離技術，可在HRT較短而SRT很長的工況下運行，延長了廢水中難生物降解的大分子有機物在反應器中的停留時間，最終將其去除1 、2。目前，國內(nèi)對MBR處理生活污水的研究較多，而對處理難降解工業(yè)廢水卻少有報導 。毛紡印染廢水由于含多種染料等難降解有機物，傳統(tǒng)生物處理技術對毛紡印染廢水的處理效果往往不理想，因此用MBR處理毛紡印染廢水的研究具有重要的

6、意義。試驗就采用MBR處理 毛紡印染廢水時，溶解氧、污泥濃度、污泥負荷、容積負荷和水力停留時間等因素對處理效果的影響以及溫度和污泥濃度對膜通量的影響進行了探討。 1 試驗材料與方法 1.1 試驗裝置與流程試驗在北京某毛紡廠污水站進行。廢水經(jīng)過0.5 mm篩板過濾后進入系統(tǒng)，其工藝流程見圖1。其中厭氧池容積為4.5m3，主要作用是通過水解酸化破壞染料等有機物的分子結 構以利進一步降解；曝氣池容積為3.0m3，曝氣量控制在815m3/h。膜材料為聚丙烯氰(PAN)中空纖維超濾膜，截留相對分子質(zhì)量為5×104，膜總面積為12m2。 1.2 分析項目與方法試驗分析項目有pH值、溫度、MLSS

7、、DO、NH3-N、COD、色度、濁度等，測定方法均采用水和廢水監(jiān)測分析方法(第3版)的標準方法。1.3 原水水質(zhì)及運行參數(shù)原水水質(zhì)與運行參數(shù)如表1、2所示。 表1 原水水質(zhì) 溫度()pHCOD(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)色度(倍)濁度(NTU)24386.37.817935844.82060.511.745024034 98表2 曝氣池運行參數(shù) 統(tǒng)計值溫度()pHDO(mg/L)容積負荷g/(m 3·d-1)污泥負荷g/(kg·d-1)MLSS (g/L)HRT(h)Q(m3/d)最大358.210.4244758502.829.413.4最小9

8、6.50.28315680.325.47.7平均24.97.42.8132014781.55710.32 結果與討論 2.1 處理效果系統(tǒng)出水水質(zhì)的平均值見表3。 表3 MBR出水水質(zhì)與CJ 25.189的比較 項 目COD(mg/L)BOD5(mg/L)濁 度(NTU)NH3-N(mg/L)色度(倍)進水256.594.845.651.0564出水20.21.60.510.5625去除率(%)92.498.498.94774生活雜用水水質(zhì)標準(CJ 25.189)a5010102030b501051030注： a.城市園林綠化； b.灑水、掃除。經(jīng)MBR處理后水質(zhì)良好，COD、BOD5、濁度

9、都很低，出水雖有一定色度，但已達到或優(yōu)于建設部生活雜用水水質(zhì)標準(CJ 25.189)，可直接作為城市園林綠化、灑水、掃除、消防等用水。DO對COD去除效果的影響見圖2。 試驗結果表明:當DO1 mg/L時對COD有良好的去除效果,其去除率可達90%以上,且DO再增加對COD的去除效果不再有明顯影響。在短期缺氧條件下，即DO在0.51 mg/L時系統(tǒng)也能獲得較好的去除效率。但是嚴重缺氧時間較長，如DO0.5 mg /L時膜出水會出現(xiàn)異味，其COD可達60 mg/L左右，COD的去除率降至80%87%。由此可見，在MBR中一般應保持DO濃度1 mg/L。為了減少工藝的曝氣能耗，DO宜控制 在1.

10、52 mg/L。原水有機物濃度較低且含有難生物降解性物質(zhì)，因此好氧生物單元污泥濃度在較低的范圍內(nèi) (0.322.8 g/L)波動。運行初期，MLSS在0.321.3 g/L的范圍內(nèi),COD的去除效果比較理想，17個出水COD數(shù)值中僅有4個偏高：如42.7 mg/L(MLS S為0.66 g/L)、36 mg/L(MLSS為1.28 g/L)、44.9 mg/L(MLSS為0.7 g/L)、36.5 mg/L(MLSS為0.8 g/L)，另外13個均低于25 mg/L。當MLSS1.3 g/L、系統(tǒng)進入運行穩(wěn)定期后，只要沒出現(xiàn)DO不足(DO0.5 mg/L)的特殊情況，MBR的出水COD值均較低

11、且穩(wěn)定(見圖3)。對好氧生物單元上清液COD的同步監(jiān)測結果表明：MLSS與上清液COD存在明顯的負相關關系。這說明系統(tǒng)中由于膜的截留作用彌補了MLSS變化造成的生物反應器處理性能的不穩(wěn)定，在0.322.8 g/L的污泥濃度范圍內(nèi)MLSS變化對出水COD影響不明顯。 MBR的污泥負荷與容積負荷的變化見圖4、5。 由于MBR出水水質(zhì)穩(wěn)定，所以其動力學參數(shù)COD污泥負荷和容積負荷隨進、出水的COD 濃度變化而變化，MBR中COD容積負荷、COD污泥負荷的變化分別為0.832.45 kg/(m3·d)、0.5685.85 kg/(kg·d)。在系統(tǒng)運行初期MLSS僅為0.32 g/

12、L， 污泥負荷高達3.71 kg/(kg·d)，系統(tǒng)出水COD在1545 mg/L之間，對COD的平均去 除率達90%左右。系統(tǒng)運行10 d后，MLSS升至0.9 g/L，COD污泥負荷降至1.40 kg /(kg·d)。系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行期，COD污泥負荷一般在0.601.80 kg/(kg·d) 之間，此時出水的COD值25 mg/L,對COD的平均去除率達92%。在系統(tǒng)的穩(wěn)定運行 期，由于進水COD的波動而污泥負荷曾一度升至5.85 kg/(kg·d)，但出水水質(zhì)和各項指標的去除率并無大的變化，表明MBR系統(tǒng)具有較強的抗沖擊負荷的能力。從圖4、5可看到出水水質(zhì)隨污泥負荷與容積負荷而變化的情況，即一般隨污泥負荷與容積負荷增高，相應的出水COD略有增加。M