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膜生物反應器工藝處理發酵類制藥廢水中試研究

發布時間:2011-1-5 14:09:18  中國污水處理工程網

摘要: 采用MBR工藝處理發酵類制藥廢水,通過逐步改變水力停留時間(HRT),對反應 器進水和出水的COD、氨及MLSS、DO和膜壓等進行了連續監測,考察了處理效果。結果表明, 當進水COD為400~1 100 mg/L、氨為50~ll0 mg/L時,在MLSS為18 000~19 000 mg/L、HRT 從20 h逐步縮短到8 h的條件下,反應器對COD、氨仍有較好的去除效果,運行期間的去除率均 值分別為73% 、93% ;此外,濾膜工作和清洗周期正常,無損膜、堵膜現象。

關鍵詞: 制藥廢水; MBR; 污泥濃度

制藥廢水的水質和水量變化大、成分復雜、有機 污染嚴重、可生化性差,是一種難降解有機廢水 。 采用傳統處理工藝,不僅藥量大、能耗高、運行費用 高 且出水難以保證長期、穩定的達標排放。膜生 物反應器(MBR)具有處理效率較高、工藝流程短、 設備緊湊、占地面積較小、出水水質好等優點L 3 。 針對發酵類制藥廢水的特點,筆者從節能高效出發, 對MBR工藝處理發酵類制藥廢水進行了中試研究。

1 試驗裝置與方法

1.1中試裝置

中試裝置見圖1。

 

廢水由高位水箱經平衡水箱進人MBR,高位水 箱容積為0.64 ITI 。在反應器中污染物經微生物降 解后,由抽吸將膜濾水抽出。MBR容積為0.4 ITI ,膜組件采用中空纖維濾膜,膜孔徑為0.1~0.4 Ixm,膜通量為0.328 m /(m ·d),運行方式為抽吸 12 rain、反沖3 rain。

1.2廢水水質

廢水取自某制藥廠廢水站,該廠主要生產潔霉 素、蟲草菌粉、中成藥等,廢水主要污染物為生物發 酵剩余的營養物質、生物代謝產物及少量丁醇等,其 COD為400~1 100 mg/L、BOD5為50~300 mg/L、 pH值為7.5~8.0、氨為50~1 10 mg/L。

1.3分析項目與方法

COD:重鉻酸鉀法;氨:納氏試劑光度法。

2 結果與討論

試驗從3月7日一5月9日,逐步改變反應器的水力停留時間(HRT),對反應器進、出水 的COD、氨及MLSS、溶解氧、膜壓等進行連續監測,考察處理效果。

2.1污泥濃度隨運行時間的變化

試驗開始后的20多天,反應器污泥濃度為 9 000~10 000 mg/L;隨著運行時問的延長,約10 d 左右,污泥濃度逐步升至18 000 mg/L;繼續運行20 多天,污泥濃度基本維持在18 000~19 000 mg/L; 在之后的運行中,污泥濃度未持續增長,微生物增殖 和自身消化達到動態平衡。(見圖2)

 

2.2溶解氧濃度隨運行時間的變化在試驗開始后的2 0   d左右, 溶解氧濃度為4 m g / L左右; 隨后 1 0   d左右, 溶解氧濃度降到3~ 3.5m g / L ; 繼續運行 2 0多天 , 溶解 氧濃度逐漸降到0.5 m g / L左右; 之后, 溶解氧濃度降到0.2 m g / L左右, 反應器已處于缺氧狀態,見圖 3 。 

 

2.3H R T的改變
為實現節能降耗、提高處理效率,中試將 MB R 的HR T從 2 0   h逐步減至8 h ,考察隨污泥濃度的升高、溶解氧濃度的降低, M B R對發酵類制藥廢水的處理效果。試驗中, 3月 7日_2 4日, HR T為 2 0   h ;3月 2 5   E t 一4月 4日, H R T為 l 8   h ; 4月 5日一9H, H R T為 1 4   h ; 4月 1 0日 一 2 6日, H R T為 1 0   h ; 4 月2 7日一5月 9日, H R T為 8   h 。 
2.4對C O D的去除效果:MB R對 C O D的去除效果見圖 4 。 

 

 

由圖4可知, 進水 C O D為4 0 0~ 1   1 0 0   m s /L , 出水 C O D為 1 2 0~ 3 0 0   m g /L 。在試驗的最后 2 0多天, 進水 C O D濃度較前期低, 為4 0 0~ 7 0 0   m g /L ,出水C O D濃度也較前期低,為 1 2 0~ 2 2 0   mg /L。可知,隨污泥濃度的升高、溶解氧濃度的不斷降低、H R T的逐漸縮短,MB R對 C O D的去除率并沒有降低,平均去除率保持在 7 3 %,這說明高污泥濃度、低溶解氧狀態下的MB R工藝對 C O D的去除效果仍較好。 
2.5對氨氮的去除效果
MB R對氨氮的去除效果見圖5 。可知, 除個別測點外,進水氨氮濃度基本上在 5 0~1 1 0   m g /L之間波動, 出水氨氮濃度大致為 2~1 5   mg /L , 經計算,整個監測過程中出水氨氮均值為4.9 7   mg/ L , 去除率均值為9 3 %。試驗后期,溶解氧濃度降至0 .5   m g /L 以下, 水力停留時間逐漸減至8 h ,對氨氮的去除率仍在9 5 %以上,這說明高污泥濃度、低溶解氧狀態下的MB R工藝對氨氮的去除效果很好 。 

 

2.6膜壓的變化
MB R運行期問的膜壓變化如圖 6所示 。 

 

從圖 6可 以看出 , 在 3月 7日一4月 1日試驗開始的前2 6   d , 膜壓均在0 . 0 2 8   MP a以下, 隨后膜壓有所上升, 延續一段時問后, 膜壓上下波動, 但沒有超過 0 . 0 4   M P a , 濾膜運行正常。這表明, 采用 M B R 工藝處理發酵類制藥廢水, 高污泥濃度對濾膜正常工作沒有影響。在實際運行中, 當膜壓 > 0 . 0 4 5   M P a 后進行清洗, 清洗周期一般為3~ 4個月。

3 與現場實際工藝處理效果的對比
3.1出水水質
該制藥廢水現場主體工藝為兼  好氧, 廢水量為2   0 0 0   m/ , 生化部分的 H R T為4 0   h , 最終出水C OD為 3 0 0~ 4 O O   mg /L, 而中試出水 C O D<3 1 3 0   m g /L, 對 C O D的去除率高于現場實際工藝。 
3.2技術經濟指標
技術經濟指標對比見表 1 。可知, MB R工藝的占地面積、H R T、運行費等均小于現場實際工藝, 技 術經濟指標優于現場實際工藝。 

表 1 技術經濟指標對比

  

4 結論 
① 當污泥濃度為 1 8   0 0 0~】 9   0 0 0   m g /L、HRT 為 8   h時,MB R工藝對發酵類制藥廢水的處理效果仍較好,對 C O D和氨氮 的平均去除率分別為 7 3 %、9 3 %,與 H R T為 2 0   h時的相當。 
② 在中試條件下,M B R工藝的污泥濃度基本維持在 180 0 0~ 1 90 0 0   m g /L,后續運行未見明顯增長,這表明微生物增殖和 自身消化達到動態平衡。 
③ 采用 MB R工藝處理發酵類制藥廢水,在高污泥濃度下,無損膜、堵膜現象,濾膜工作正常、清洗周期正常。 
④ 采用 MB R工藝處理發酵類制藥廢水的效果優于現場的兼氧/好氧工藝, 值得推廣應用。 
參考文獻 : 
[ 1 ] 俞敏,陶佳,王家德.膜生物反應器處理制藥工業廢水中試研究[ J ]。工業水處理,2 0 0 8,2 8( 2 ) : 4 5— 4 8 . 
[ 2 ]   劉振東,鄭桂梅.制藥廢水處理工藝案例分析[ J ] .水處理技術,2 0 0 8 ,3 4 ( 1 1 ) : 7 9—8 3.  [ 3 ] 鄭宏林,朱家民,黃金有,等。膜生物反應器在污水資源化中的研究與應用探討[ J ] 。水處理技術, 2 0 0 9 , 3 5 (1 0) : 2 1—2 6 .  來源:中國給水排水

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