臭氧_MBR工艺处理维生素C类制药废水的研究

1、第28卷第4期2009年8月天津工业大学学报journalof tianjinpolytechnicuniversityvol.28no.4august2009臭氧+mbr 工艺处理维生素 c 类制药废水的研究杨新宁1， 赵艳华2， 戴海平2， 易修强3（1. 天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室，天津300160； 2. 天津膜天膜工程技术有限公司，天津300160； 3. 重庆大学数理学院，重庆400030 ）摘要：采用臭氧 +mbr 工艺对某维生素c 制造企业的废水进行处理，考察了mbr 工艺与臭氧 +mbr 工艺对废水codcr去除效果的差异 .实验结果表明，采用臭氧 +

2、mbr工艺进行处理，进水codcr在1 100 mg/l 左右，产水codcr均为 200 mg/l 以下，优于单独 mbr 工艺处理效果； 进水氨氮平均值为145 mg/l， 产水降到10 mg/l以下， 去除率在 90%以上；水力停留时间为25 h， 出水水质较好，满足改扩建的技术要求.关键词： 维生素废水；臭氧； mbr； 污泥驯化中图分类号： ts102.528.1； x703.1文献标识码： a文章编号： 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作者简介：杨新宁（1984）， 男， 硕士研究生； 戴海平（1964） ， 女， 研究员，导师 e-mail ： daihaiping126 commbr 工艺是将现代膜分离技术与传统生物处理技术有机结合起来的一种新型高效污水处理及回用工艺，具有占地面积小、 容积负荷高、 泥量少 、 易工艺改造等特点1. 在生物反应器本身对有机物

7、进行降解作用的同时， 膜对有机大分子进行截留，大分子物质被膜截留后停留在反应器内，获得了比传统的活性污泥法更多的与微生物接触的时间，并有助于某些专性微生物的培养， 提高了反应器的去除效率2. 维生素c生产制造工艺复杂，无论是莱氏法还是两步发酵法，在发酵 、 提取 、 洗涤 、 萃取等工序都在产生大量的废水， 且成分复杂， 处理难度高， 含有难生物降解和抑菌性有毒有害物质3. 臭氧氧化法作为一种有效的深度处理技术， 加在 mbr 前能进一步去除有机物，满足日益严格的出水排放标准. 河北某维生素c 生产企业现有的工艺是采用多级接触氧化的方法来处理废水中难降解的有机物， 原有工艺水力停留时间长，在

8、40 h以上，且占地面积大， 出水水质不能达到国家污水综合排放标准 （gb89781996 ）中的二级标准， 需要在原有工艺基础上进行改造. 为探索维生素c 生产废水的治理工艺，以达到国家排放标准， 在河北某维生素c制药企业进行了为期50 d 的臭氧 +mbr 工艺中试实验 .1实验部分1.1实验装置实验装置如图1 所示 . 本实验主反应器由臭氧第28卷天津工业大学学报池、 好氧池和膜池组成，有效容积10 m3， 设计平均产水通量为400 l/h， 停留时间为25 h.臭氧装置为连续运行，臭氧产生量为500 g/h. 臭氧是氧气的同素异形体，它是自然界最强的氧化剂，其氧化还原电位仅次于氟，位居

9、第二. 膜组件采用膜天膜科技公司生产的fp-a 型帘式膜组件，单片有效面积为20 m2， 膜组件数量为两片 （材质为 pvdf， 孔径为 0.2 m ） . 曝气装置采用穿孔管和微孔曝气联合使用的方式： 好氧池采用微孔曝气，为生化反应提供足够的溶解氧； 膜池采用穿孔管曝气，以增加对膜丝的抖动，更有效地去除膜表面的污染层. 系统采用plc自动控制， 由液位计控制进出水，生物反应器采用连续运行的方式，在压力差的作用下实现出水8 min 停水 2 min 的间歇式出水方式. 本系统进水为原工艺流程中调节池的出水.1.2实验步骤（1 ）污泥培养驯化. 试验前9 d 为污泥的培养驯化阶段；由于原有工艺采

10、用的是接触氧化法，氧化池水中的污泥含量很低，所以污泥只能从排泥处取得，导致泥的活性较差. 前期培养污泥时加入一定量的清水和葡萄糖， 并且逐步减少葡萄糖加入量，同时增加废水投加量，最后直接进调节池的出水. 经过一段时间的培养后，污泥浓度逐渐增加到4000 mg/l.（2 ） mbr 工艺的运行和出水codcr及氨氮的测试. 实验前 29 d， 单独 mbr 工艺运行， 测试出水氨氮，并用重铬酸钾法测试出水codcr.（3 ）臭氧 +mbr 工艺的运行和出水codcr及氨氮的测试 . 实验从第3050 d 开始加入臭氧前期处理装置， 分别测试出水氨氮及出水codcr.2实验结果与讨论2.1mbr

11、工艺对 codcr、 氨氮的去除效果在此阶段污泥上升幅度比较缓慢，可能是由于水体中盐分含量过高、微生物的生长受到一定抑制；也有可能是污泥负荷比较低，而导致微生物生长比较缓慢. 运行第 20 d， 进水 codcr出现一定的波动， 最高达到 1 900 mg/l，一般稳定在1 100 mg/l 左右；而产水codcr开始下降， codcr在 200300 mg/l 之间，最低达到 149 mg/l， 去除率在80%以上，实验数据见图2. 进水氨氮一般在100 mg/l 以上，平均为145 mg/l， 产水氨氮平均在5 mg/l， 去除率在90%以上，实验数据见图 3.2.2臭氧 +mbr 工艺对

12、维生素废水的处理效果在 mbr 前端加入臭氧装置，实验数据见图2、 图3. 刚加入臭氧初期， 出水 codcr值明显偏高，表现出微生物对水体环境改变不适应. 在运行的第3550 d， 污泥浓度稳定在5 500 mg/l 左右， 产水 codcr十分稳定，均在 200 mg/l 以下，最低达到150 mg/l， 平均在178mg/l. 从图 3 可以看出，氨氮的去除率在加入臭氧前后无明显变化， 一般在 5 mg/l 左右 . 产水 ss为零，清澈透明，感官好. 从而说明臭氧+mbr 工艺比单独的mbr 工艺对 codcr有更好的去除效果， 有利于提高出水的水质 .臭氧的强氧化作用导致难生物降解有

13、机分子破裂， 通过将大分子有机物转化为小分子有机物和改变分子结构，降低了出水中的codcr， 增加了可生物降解effluent10第4期3结论采用湿法纺丝及后交联的方式制备了pva/pni pa 初生纤维 、 热诱导交联纤维及戊二醛交联纤维. 对3 种纤维的溶胀性能进行了研究，结果表明：（1 ）3 种纤维的溶胀性能均具有温度响应性. 其中， pnipa/pva 初生纤维的温度响应性最明显，热诱导交联次之， 戊二醛交联纤维较差.（2 ）纤维的耐热水性能则与之相反，戊二醛交联纤维的耐热水性能最好，初生纤维的耐热水性能较差.参考文献：1hu min， kurisawa motoichi，dengre

14、nsheng ，et al. cellimmobilization in gelatin-hydroxyphenylpropionic acid hydrogel fibersj. biomaterials， 2009， 30： 3523-3531.2yu liwei，gu lixia. effects of microstructure，crosslinkingdensity，temperature and exterior load on dynamic ph -re sponseof hydrolyzed polyacrylonitrile-blend-gelatinhydrogelfi

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

17、at rahila，jandt klaus d. temperature -sensitive pva/pnipaam semi-ipnhydrogels with enhancedresponsivepropertiesj.acta biomaterialia， 2009 （5 ） ：488-497.7han jing，wang kemin，yang dongzhi，et al. photopolymerization of methacrylated chitosan/pnipaam hybrid dual-sensitivehydrogelsas carrier for drug del

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页）物质的量 . 臭氧氧化处理难降解有机废水有以下特点： 氧化

19、能力强， 对除臭 、 脱色 、 杀菌 、 去除有机物都有明显的效果； 处理后废水中的臭氧易分解，不产生二次污染； 处理过程中一般不产生污泥4. 与传统活性污泥法相比，采用臭氧+mbr 技术可以在更短的水力停留时间内达到更好的去除效果5. 在整个运行期间，有机物的平均容积负荷为0.96 kgcod/ （m3d ） ，最大容积负荷为1.66 kgcod/ （m3d ） . 实验开始阶段产水 codcr偏高，运行中后期 （在实验的第30 天臭氧开始正常运行 ）产水 codcr一直稳定在150190 mg/l 之间； 即使在有大的冲击负荷时，系统对 codcr去除效果仍然较好 . 由实验部分可以得出： 臭氧 +mbr 工艺的水力停留时间为25 h， 在这种运行条件下，与多级接触氧