采用-A-O型序批式-MBR工艺处理印染废水

采用AO型序批式MBR工艺处理印染废水背景：日期：2010-1-15作者：佚名编辑：wuj..点击次数：169销售价格：免费论文论文编号：lw201001151438209597论文字数：7862论文属性：职称论文论文地区：中国论文语种：中文注释：收藏：del.icio.usgoogle书签雅虎搜藏百度搜藏新浪vivi和讯网摘poco网摘天极网摘qq书签饭否mister-wong365网摘LiveDiggDiglog关键词：影响时间效果废水染整废水处理膜生物反应器中国论文职称论文摘要:采用A/O型序批式MBR(生物膜反应器)工艺处理某印染厂的模拟生产废水,考察MBR工艺中HRT(水力停留时间)对污染物去除效果、污泥性质及膜通量的影响。试验结果表明,在不同HRT时,A/O型序批式MBR工艺处理印染废水出水水质良好且稳定,出水总COD和色度的去除率均在95%以上;氨氮去除率随HRT的延长呈先升后降的趋势,且在HRT为24h时达到最大值(96.4%);反应器内活性污泥体积指数(SVI)均在50～70mL/gMLSS范围内,沉降性能良好;膜通量随HRT的延长而提高。综合考虑,A/O型序批式MBR处理模拟印染废水的最佳HRT为24h。Abstract:A/O2typesequencingbatchmembranebioreactor(MBR)wasusedtotreatdyeingeffluents.InfluencesofHRTonpollutantremovaleffect,sludgepropertiesandmembranefluxwereanalyzed.Resultsshowedthat,underdifferentHRT,ef2fluentstreatedwithA/O2typesequencingbatchMBRweregoodandstable,andtotalremovalsofCODandchromaweremorethan95%;ammonianitrogenremovalraterosefirstandfelllaterasHRTincreased,anditsmaximumreached96.4%henHRTwas24h.SVIofsludgewasintherangeof50～70mL/gSSanditssettlingabilitywasgood.Membranefluxin2creasedwiththeextensionofHRT.Overall,thebestHRTwouldbe24h.Keywords:dyeingandfinishing;wastewatertreatment;membranebioreactor0前言随着膜生物反应器(MembraneBioreactor,MBR)的不断改进,其在印染废水处理中的应用越来越多。厌氧/好氧反应器+膜分离工艺是目前较常采用的处理工艺,可极大地发挥厌氧区对色度和好氧区对COD的去除作用。印染废水在进入膜分离系统之前得到预处理,不仅保证了出水水质,而且可进一步提高膜分离系统的分离效果,延长膜的使用寿命,减少固定投资。水力停留时间(HydraulicRetentionTime,HRT)是污水生物处理系统的一个重要参数,不仅直接影响系统的污染物处理效果,而且决定了生物反应器的规模,进而影响到处理工程的基建投资。HRT过短,水力负荷及有机负荷过大,影响反应器的运行稳定性和高效性;HRT过长,反应器处理能力过剩,影响污水处理效率。在保证出水水质的前提下,适当的HRT具有重要的工程应用价值。本试验采用A/O型序批式MBR工艺处理某印染厂的模拟生产废水,在MBR反应器前增加水解酸化即兼氧处理单元(A段),以序批式为运行方式,考察MBR工艺中HRT对污染物的去除效果、污泥性质及膜通量的影响,以指导工程实践。如图1所示,配水池中的印染废水先经蠕动泵打入A段,进行水解酸化,出水则泵入序批式MBR反应器中(即O段),经由真空泵抽吸出水。A段的有效容积为40L,内设搅拌装置。O段的有效容积为60L,内设曝气管和膜组件(膜组件为聚丙烯中空纤维微滤膜,膜面积2m2,膜孔径0.2μm,由杭州凯洁膜分离技术有限公司)。MBR出水由液位计自动控制。1.2试验用水试验用水为某印染厂的印染+生活模拟废水。模拟印染废水中的染料采用活性蓝B22GLN(偶氮染料,德司达上海贸易有限公司);模拟生活废水中的有机物由葡萄糖提供[1];废水中添加适量碳酸铵、磷酸二氢钾、七水硫酸镁、七水硫酸铁、一水硫酸锰和二水氯化钙。具体水质指标如表1所示。1.3接种污泥A段污泥———取自无锡城北污水厂消化污泥;O段污泥———取自太平洋纺织印染有限公司污水处理段。1.4运行条件A段HRT为16h,序批式运行,运行周期为8h,每周期出水20L,溶解氧(DO)控制在0.3mg/L以下。O段MBR的曝气强度为0.15m3/h,连续曝气,DO为4.25mg/L左右,序批式运行,HRT分别为10,12,24,36和48h,试验期间不排泥。1.5测定方法混合液悬浮固体浓度(MixedLiquorSuspendedSludge,MLSS)、混合液挥发性悬浮固体浓度(MixedLiquorVolatileSuspendedSludge,MLVSS)和污泥体本论文由无忧论文网整理提供积指数(SludgeVolumeIndex,SVI)均采用标准方法测定[2]。污泥絮体表面相对疏水性用污泥絮体对碳氢化合物的附着程度表示,按照文献方法测定[3]。胞外多糖采用苯酚2硫酸比色法[4],以葡萄糖为准。蛋白质用改进Lowry法[5],以牛血清蛋白为准。松散黏附胞外聚合物(ExtracellularPolymericSub2stance,EPS)采用高速离心法提取[6]:取5mL污泥于7mL离心管中,4000r/min低速离心5min,弃去上清液,加蒸馏水补足5mL,再以12000r/min高速离心20min,上清液用0.22μm滤膜过滤,滤液即为松散黏附EPS。紧密黏附固着性EPS的提取采用加热高速离心法[7]:污泥经过上述高速离心取出上清液后,再加蒸馏水使离心管中混合液补足5mL,然后在80℃水浴中加热30min后,以12000r/min高速离心20min,上清液用0.22μm微滤膜过滤,滤液即为紧密黏附固着性EPS。两者之和即为总EPS。2结果与分析2.1HRT对污染物去除率的影响由图2可知,当HRT低于12h时,COD去除率相对较低。这是因为停留时间过短,有机物来不及降解,被出水带走。HRT为12～48h时,COD去除率的变化较小,HRT大于12h后,增加HRT对COD的去除帮助不大。这是因为曝气池内的污泥浓度始终较高(均大于4.8g/L),对污染负荷变化的耐受能力较强;同时,膜及膜表面污染层的强化过滤也可将部分有机物截留于反应器中继续降解[8]。整个试验的HRT范围内,色度去除率的变化与COD去除率的变化相同。氨氮去除率随HRT的升高先增加后降低。HRT为24h时,氨氮的去除率最高,可达96.4%;HRT较低时(24h),异氧菌大量繁殖,消耗大量的氧气,菌胶团及膜内部形成厌氧环境,有利于反硝化过程,同时由于COD充足,为反硝化提供了充足的电子供体;此外,膜的高效截留使HRT和污泥停留时间完全分离,膜分离可将生长缓慢、世代周期长的硝化菌截留在反应器内,提高了系统的脱氮效率,因而氨氮去除率较高。当HRT较高(24h)时,有机碳源相对减少,溶解氧可穿透菌胶团进入内部,难以形成厌氧环境,氨氮去除率较低。本试验条件下,O段MBR的HRT为24h时,可获得满意的污染物去除率。2.2HRT对污泥性质的影响2.2.1SVI值具有良好沉降性能的活性污泥,其SVI值在50～200mL/gMLSS之间[9]。HRT会改变污泥负荷,从而影响污泥性质。图3为混合液中污泥SVI值随HRT由图3可知,不同HRT下的污泥SVI值,均在50～70mL/gMLSS范围内,逼近SVI低限。SVI越低,污泥颗粒粒径越小,无机质含量越高,活性降低,沉降性能越好。2.2.2MLVSS/MLSS值图4是MBR反应器中O段混合液及膜污染层中污泥MLVSS/MLSS比值随HRT的变化情况。由图4可知,O段污泥MLVSS/MLSS比值呈稳定状态,基本维持在0.4左右。由此可以推断,随HRT的延长,污泥SVI的变化与污泥沉降性能相关。而膜污染层污泥MLVSS/MLSS比值的变化趋势与O段污泥不同,这可能与EPS含量的变化有关。2.2.3相对疏水性疏水性是微生物聚集的重要推动力,增加疏水性可以增强细胞间的亲和力。图5为MBR反应器中O段混合液及膜污染层中污泥相对疏水性随HRT的变化情况。由图5可知,O段及膜污染层污泥的相对疏水性都随HRT的增加略有下降。有研究表明,污泥表面相对疏水性与EPS中蛋白质/多糖(PN/PS)比值密切相关,相关系数为0.969。PN/PS值能准确地体现污泥的疏水性,即污泥表面疏水性随PN/PS值的增加而增加[10]。图5中,O段污泥的相对疏水性随HRT的延长呈先上升后下降的趋势,这与其EPS中的PN/PS值先增加后减少相对应。因为污泥EPS中的蛋白质含更多的疏水键,且在对EPS的化学分析中也发现,蛋白质和氨基酸是EPS中主要的疏水组分[11],这也进一步证明增加EPS中蛋白质含量,能促使污泥表面疏水性的提高,从而在污泥的沉降絮凝方面起到重要作用。而膜污染层中污泥的相对疏水性在整个试验期间均高于O段污泥,这也证实了要使污泥黏附在膜上,必定要具有高于混合液中污泥的疏水性。2.3HRT对EPS含量及组成的影响图6为不同HRT对MBR反应器中O段混合液及膜污染层中胞外蛋白质、多糖及EPS总量的影响。由图6可知,多糖始终是EPS中的主要组分,EPS总量的变化趋势与多糖的变化趋势基本一致。不同HRT条件下,O段污泥中蛋白质含量基本稳定,维持在本论文由无忧论文网～3.81mg/gMLVSS范围内。HRT为10,12和24h时,多糖含量基本稳定;36h时,由27.42mg/gMLVSS增加到31.19mg/gMLVSS,达到最高值;随着HRT进一步增加到48h,多糖含量有所回落。在HRT为36h时,多糖含量最高,蛋白质/多糖(PN/PS)比值提高,反映到污泥性质上则是O段污泥的疏水性明显下降(如图5所示)。随HRT升高EPS含量升高,这可能是因为细菌可利用的基质减少,增殖速率降低,细菌数量减少,细菌自溶使高HRT条件下污泥中EPS含量较高。2.4HRT对膜通量的影响图7为HRT对膜通量的影响。3结论采用A/O型序批式MBR工艺处理印染废水,在不同的HRT条件下,系统出水水质的COD和色度指标良好且稳定,系统总COD和色度的去除率均在95%以上。氨氮去除率随HRT的延长呈先升后降趋势,且在HRT为24h时达到最大值96.4%。MBR反应器内活性污泥SVI均在50～70mL/gMLSS范围内,沉降性能良好。膜通量随HRT的延长而提高。综合考虑,采用A/O型序批式MBR处理模拟印染废水的最佳HRT为24h。参考文献:[1]周伟伟,傅金祥,由昆,等.膜生物反应器中胞外聚合物合成的影响因素[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2007,23(3):4932495.[2]国家环保局.水和废水监测分析方法[M].第3版.北京:中国环境科学出版社,1989,3622368.[3]JinB,WilénBM.Acomprehensiveinsightintofloccharacteristicsandtheirimpactoncompressibilityandsettleabilityofactivatedstudg[J].ChemicalEngineeringJournal,2003,95:2212234.[4]DuboisM,GillesKA.Colorimetricmethodfordetermi