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博望膜生物反应器:MBR工艺处理制药废水COD

浏览量:13612 发布时间:2018-12-18


  生活污水混合后进入园区污水处理(chǔ lǐ)厂调节池。膜生物反应器膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池,在生物反应器中保持高活性污泥浓度,提高生物处理有机负荷,从而减少污水处理设施占地面积,并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥(MLSS)浓度可提升至8000~10,000mg/L,甚至更高;污泥龄(SRT)可延长至30天以上。该类废水污染物成分复杂、污染当量大、冲击负荷高、可生物降解性差、以及水量水质变化大等特点,致使园区已建成污水处理厂出水水质未能达到《化学合成类制药工业水污染排放标准》,因此,需对原工艺进行升级改造。针对该制药废水特点,采用铁碳(C)微电解/水解酸化两级预处理工艺对该制药废水进行强化预处理,并建立铁两级预处理/MBR工艺进行小试实验。
  废水经混凝沉淀和水解酸化后,胶体(Colloid)和细微悬浮物以及部分有机物虽然得到有效去除,但水解酸化后出水B/C值仅由进水的0.23提升至0.26,仅增长了13.04%,废水可生化性未得到很大改善。同时MBR内污泥浓度长期维持在较低状态4000mg?L-1左右,远没有达到设计要求8000mg?L-1以上,其对COD去除率仅为67.15%左右,表明MBR未处在高效能运行阶段。导致全工艺段出水COD均值在1000mg?L-1以上,BOD5均值在200mg?L-1以上,氨(化学式:NH3) 氮和总磷出水接近排放标准,总体出水各参数(parameter)值均不能稳定达到《化学合成类制药工业水感染排放标准》。并在运行监测过程中发现膜污染严重。
  铁碳微电解工艺具有处理(chǔ lǐ)效能高、运行成本低、占地面积小、操作控制维护方便等其他预处理方法不具备的优势(解释:能压倒对方的有利形势)。膜生物反应器在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor ),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。因此在原工艺的基础上,采用铁碳微电解作为一级预处理工艺对该制药废水进行预处理实验研究,并进行铁碳微电解/水解酸化/MBR组合工艺小试实验。
  小试工艺流程为原工艺调节池进水经小试调节池调节水量、水质后进入一级预处理(chǔ lǐ)段。中空纤维膜纺丝机外形像纤维状,具有自支撑作用的膜。它是非对称膜的一种,其致密层可位于纤维的外表面/如反渗透膜,也可位于纤维的内表面(如微滤膜和超滤膜)。对气体分离膜来说,致密层位于内表面或外表面均可。反应沉淀(precipitation)池出水进入二级预处理段,有机物进一步降解。其后废水进入MBR后出水排放。本次实验主要考察铁碳(C)微电解作用,实验材料(Material)的选取遵循以废治废的原则,其中铁采用工业园区附近某机械加工厂的铁刨花废料,炭采用原实验所使用过的活性炭(acticarbon)。
  活性炭(acticarbon)预处理:将原动态吸附实验(experiment)已达饱和状态的柱状颗粒活性炭浸泡在原水中,当检测(检查并测试)原水中COD值基本保持不变,即活性炭吸附达到饱和,通过活性炭静态吸附实验确定浸泡时间为48h。
  由此消除活性炭吸附对COD去除的干扰。
  铁刨花预处理:将铁刨花在NaOH溶液中浸泡0.5h,过程中不断用玻璃棒搅拌,最后用水冲洗干净。由于铁极易被氧化(oxidation),为避免干扰实验(experiment)结果,临用前用稀H2SO4进行浸泡,浸泡时间为0.5h,最后用水冲洗干净。
  实验方法:将预处理过的铁刨花和活性炭(acticarbon)颗粒按一定比例混合,投入到已盛有1L制药废水的4L反应容器中,并对该反应器进行连续曝气,反应后出水通过投加NaOH调节pH值至7.0~8.0,进行絮凝沉淀以筛除Fe2+、Fe3+离子,后检测(检查并测试)反应容器中上清液的COD值。
  实验(experiment)主要考察了铁碳投加量、铁碳质量比、反应时间及氢离子浓度指数对COD去除率的影响,并以沉淀(precipitation)后上清液COD值作为评判指标(target aim)。
  铁碳(C)微电解作为一级预处理工艺,通过其氧化还原作用,废水可生化性由0.23提高到0.38,并由于电化学富集、物理吸附及混凝沉淀作用,使废水中的感染物质大量沉淀去除。再通过二级预处理水解酸化将废水可生化性B/C值由0.38提升至0.46,可生化性的大幅提高确保了MBR工艺的高效(指效能高的)能运行,在MBR稳定运行行周期中未出现因制药废水含高盐度引起的污泥膨胀及相应地膜污染现象[13-15],MBR出水COD均值为88.81mg?L-1,BOD5均值为16.54mg?L-1,SS均值为10.13mg?L-1,NH3-N均值为11.73mg?L-1,TP均值为0.79mg?L-1,最终出水各项指标(target aim)达到《化学合成类制药工业水污染排放标准》。

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