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文档简介

1、采用 A O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:lw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

2、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 24 h时达到最大值 (96 . 4% ) ;反应器内活性污泥体积指数(S V I )均在 5070 mL /g MLSS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 24 h。 Abstract: A /O 2typ e se quenc i ng ba tc

3、h m em b rane b i o re ac to r (MBR) w a s u sed to tre a t dye i ng e ffl uen ts . I nfl ue nce s o f HRT o npo ll u tan t rem o va l e ffe c t, s l udge p r op e rti e s and m em b rane fl ux w e re ana l yzed. Re su lts show e d tha t, unde r d i ffe re n t HRT, e f2fl ue n ts tre a ted w ith A /

4、O 2typ e se que nc i ng ba tch MBR w e re goo d and s tab l e , and to ta l rem o va ls o f COD and ch r om a w e remo re than 95%; ammo n i a n itr o ge n remo va l ra te r o se firs t and fe ll l a te r a s HRT i nc re a se d, and its m axi m um re ached 96 . 4% hen HRT w a s 24 h. SVIo f s l udge

5、 w a s i n the range o f 5070 mL /gSS and its se ttli ng ab ility w a s goo d. M em b rane fl ux i n2c re a sed w ith the e xte n s i o n o f HRT . O ve ra ll , the be s t HRT w o u l d be 24 h. Key words: dye i ng and fi n ish i ng; w a s tew a te r tre a tm e n t; m em b rane b i o re ac to r 0 前言

6、 随着膜生物反应器 (Membrane Bi oreact or, 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 (Hydraulic Retenti on Ti me, 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

7、,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 40 L,内

8、设搅拌装置。O段的有效容积为 60 L,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 2 m2,膜孔径 0 . 2m,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 B2 2G LN (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

9、织印染有限公司污水处理段。 1 . 4 运行条件A段 HRT为 16 h,序批式运行 ,运行周期为 8 h,每周期出水 20 L,溶解氧 (DO)控制在0 . 3 mg/L以下。O段 MBR的曝气强度为 0 . 15 m3/h,连续曝气 ,DO为4. 25 mg/L左右 ,序批式运行 , HRT分别为 10, 12, 24,36和 48 h,试验期间不排泥。 1 . 5 测定方法 混合液悬浮固体浓度 (Mixed L iquor Sus pendedSludge, MLSS)、 混合液挥发性悬浮固体浓度 (MixedLiquorVolatile Sus pended Sludge, MLVSS

10、)和污泥体本论文由无忧论文网整理提供 积指数 ( Sludge Volume I ndex, SV I)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 ( Extracellular Polymeric Sub2stance, EPS)采用高速离心法提取 6 :取 5 mL污泥于 7 mL离心管中 , 4 000 r /min低速离心 5 min,弃去上清液 ,加蒸馏水补足 5 mL,再以 12 000

11、 r /min高速离心20 min,上清液用 0 . 22m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 5 mL,然后在 80 水浴中加热 30 min后 ,以 12 000 r /min高速离心 20 min,上清液用 0 . 22m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 12 h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

12、走。HRT为 1248 h时 , COD去除率的变化较小 , HRT大于 12 h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 . 8 g/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 24 h时 ,氨氮的去除率最高 ,可达 96 . 4%; HRT较低时 ( 24 h)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

13、率较低。本试验条件下 ,O段 MBR的 HRT为 24 h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 . 1SV I值 具有良好沉降性能的活性污泥 ,其 SV I值在 50200 mL /g MLSS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 SV I值随 HRT 由图 3可知 ,不同 HRT下的污泥 SV I值 ,均在5070 mL /g MLSS 范围内 ,逼近 SV I低限。SV I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

14、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 SV I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

15、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

16、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整理提供 1 . 763 . 81 mg/g MLVSS范围内。 HRT为 10, 12和24 h时,多糖含量基本稳定; 36 h时,由 27 . 42 m

17、g/g MLVSS增加到 31 . 19 mg/g MLVSS,达到最高值;随着 HRT进一步增加到 48 h,多糖含量有所回落。在 HRT为 36 h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

18、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 24 h时达到最大值 96 . 4%。MBR反应器内活性污泥 SV I均在 5070 mL /g MLSS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 24 h。 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) :4932 495. 2 国家环保局.水和废水监测分析方法 M

19、 . 第 3版.北京:中国环境科学出版社, 1989, 3622 368. 3 J in B,Wil n BM. A comp rehensive insight int o fl oc characteristics andtheir impact on comp ressibility and settleability of activated studg J .Chemical Engineering Journal, 2003, 95: 2212 234. 4 DuboisM, Gilles K A. Col orimetric method for deter minati on

20、of sugarsand related substance J . Analyst Chem. , 1956, 28: 3502 356. 5 Frolund B, Griebe T, Nielsen P . Enzymatic activity in the activatedsludge flocmatrix J . App liedMicrobiology and Biotechnol ogy, 1995,3 (4) : 7552 761. 6 J in B,Wil n BM. A comp rehensive insight int o fl oc characteristics a

21、ndtheir impact on comp ressibility and settleability of activated sludge J . Chemical Engineering Journal, 2003, 95: 2212 234. 7 Murthy SN,Novak J T . Effects of potassium ion on sludge settling, de2watering and effluent p roperties J . Water Science and Technol ogy,1998, 37 (425) : 3172 324. 8 何义亮,顾国维.膜生物反应器工艺参数控制研究 J .上海环境科学, 1999, 18 (2) : 832 84. 9 张颖,任南琪,

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