膜生物反應(yīng)器處理檸檬酸酸洗廢液的研究(1)

1、膜生物反應(yīng)器處理檸檬酸酸洗廢液的研究(1)介紹了中空纖維膜膜生物反應(yīng)器處理檸檬酸酸洗廢水的研究。結(jié)果表明：在HRT為12 h，溶解氧為56 mg/L的條件下，該實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)檸檬酸酸洗廢水中的COD、NH3-N和SS的去除率都在90%以上。采用膜生物反應(yīng)器處理檸檬酸酸洗廢水效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，操作管理容易。 關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器 檸檬酸酸洗廢水 廢水處理 目前，為了確保鍋爐的水汽質(zhì)量以及抗腐蝕性，必須對(duì)鍋爐進(jìn)行定期清洗。檸檬酸就是其中的一種清洗劑。其水溶液對(duì)金屬的侵蝕性很小，清洗鍋爐的效果好，安全無(wú)毒，工藝簡(jiǎn)單，所以它經(jīng)常被應(yīng)用于大型火力發(fā)電廠鍋爐系統(tǒng)的清洗，然而其廢液的處理卻是一個(gè)難題。該廢液

2、中的有機(jī)物濃度非常高，COD達(dá)數(shù)萬(wàn)mg/L，pH為34，且排放量大。如此大量的高濃度有機(jī)廢液如果不經(jīng)處理而直接排放，勢(shì)必對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。國(guó)內(nèi)外對(duì)該廢液的處理研究有很多的方法1，但是用膜生物反應(yīng)器來(lái)處理的還未見(jiàn)報(bào)道。膜生物反應(yīng)器是將膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)直接結(jié)合，用膜組件來(lái)代替二沉池，并能將幾乎所有的微生物截留在生物反應(yīng)器中，使其具有處理效率高、出水水質(zhì)好和操作管理容易等優(yōu)點(diǎn)24。本實(shí)驗(yàn)的目的在于驗(yàn)證用膜生物反應(yīng)器處理檸檬酸酸洗廢液的可行性，培養(yǎng)與馴化出適合該廢水的活性污泥，使其達(dá)到理想的分離效果。1 實(shí)驗(yàn)裝置與工藝參數(shù)1.1 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置（自行設(shè)計(jì)研制）如圖1所示。其中反應(yīng)器的有效

3、容積為100 L。本實(shí)驗(yàn)裝置由生物反應(yīng)器和超濾膜組件兩部分組成：廢水由水箱頂部平穩(wěn)進(jìn)入生物反應(yīng)器中，在好氧條件下，廢水中的有機(jī)物被微生物降解，去除廢水中的大部分有機(jī)物，然后由泵增壓進(jìn)入膜組件，在壓力的作用下，透過(guò)液成為系統(tǒng)的出水，其中的大分子物質(zhì)、活性污泥被膜截留后，回流至生物反應(yīng)器中。系統(tǒng)的出水流量由調(diào)節(jié)閥控制。在生物反應(yīng)器中，曝氣頭設(shè)置于反應(yīng)器的底部，由空壓機(jī)提供氧氣。氣體的流量由氣體流量計(jì)調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)裝置的運(yùn)行參數(shù)：（1）HRT為12 h；（2）曝氣量為0.81.0 m3/h 1.空氣壓縮機(jī)；2.曝氣頭；3.生物反應(yīng)器；4.污泥泵；5，6，7，12.閥門(mén)；8，9.壓力表；圖膜生物反應(yīng)器工藝

4、流程1.2 實(shí)驗(yàn)用膜實(shí)驗(yàn)用的膜組件采用大連化學(xué)物理研究所研制的聚砜中空纖維超濾膜。其有效面積2 m2，切割分子質(zhì)量為30000。最高工作壓力為0.2 MPa。1.3 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)實(shí)驗(yàn)用水模擬檸檬酸酸洗廢水和生活污水混合配制。（1）生活污水水質(zhì)：生活污水采用人工模擬配水，由磷酸二氫鉀、蔗糖、尿素、淀粉、硫酸銅、氯化鈣等配制而成。水質(zhì)大致為：COD 300400 mg/L，pH 6.58.0，NH3-N 46 mg/L，TC 3844 mg/L，TN 68 mg/L（2）檸檬酸廢水水質(zhì)：本實(shí)驗(yàn)的廢水是模擬實(shí)際酸洗工藝，以5%的檸檬酸，同時(shí)加入緩蝕劑及碳鋼腐蝕物，控制溫度80100 ，直到其濃度恒定為止

5、。水質(zhì)分析如表1所示。表1 檸檬酸廢水的水質(zhì)分析 指標(biāo)COD /(mgL-1)BOD5 /(mgL-1)Fe/(mgL-1)pHP顏色TC/(mgL-1)TN/(mgL-1)均值20000800031203.1痕量深黃8166701.4 分析項(xiàng)目和測(cè)試方法COD、BOD5、MLSS等均按標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定；pH采用的是PHS數(shù)顯酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定；Fe采用的是鄰二氮菲分光光度法測(cè)定；P采用的是鉬銻抗分光光度法測(cè)定；TC、TN用Micro N/C 2000總有機(jī)碳測(cè)定儀。2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析通過(guò)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的原水、生物反應(yīng)器中的上清液（混合液靜沉過(guò)濾后）和膜組件出水的COD濃度變化，考察系統(tǒng)對(duì)COD的去除

6、率，結(jié)果如圖所示2。 圖2 COD的處理效果從圖中系統(tǒng)進(jìn)水、生物反應(yīng)器的上清液以及膜出水的COD可以看出，運(yùn)行期間，廢水的COD值變化較大，在875.53150.0 mg/L之間變動(dòng)，但是出水的COD摘介紹了中空纖維膜膜生物反應(yīng)器處理檸檬酸酸洗廢水的研究。結(jié)果表明：在HRT為12 h，溶解氧為56 mg/L的條 本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請(qǐng)不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們。值都小于100 mg/L，去除率達(dá)到92%以上，沒(méi)有受到進(jìn)水濃度變化的影響，說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行較穩(wěn)定，沖擊

7、負(fù)荷對(duì)出水中的COD沒(méi)有影響。系統(tǒng)中COD的去除主是靠生物反應(yīng)器中的微生物的降解來(lái)實(shí)現(xiàn)的，活性污泥對(duì)之起到了很重的作用。而膜對(duì)廢水中的有機(jī)物的截留彌補(bǔ)了生物反應(yīng)器處理的不穩(wěn)定性，對(duì)生物反應(yīng)器的處理效果起到了強(qiáng)化作用：超濾膜組件的攔截作用使生物反應(yīng)器中的污泥保持較高的濃度，提高了生物反應(yīng)器中的生化反應(yīng)速度和程度。膜組件截留了廢水中的可溶性大分子物質(zhì)，使這些物質(zhì)能在生物反應(yīng)器中被微生物充分降解，提高出水水質(zhì)。2.1.2 MLSS的變化在膜生物反應(yīng)器中，由于超濾膜組件的攔截作用使得污泥沒(méi)有發(fā)生流失。隨著實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行，系統(tǒng)中的污泥濃度不斷的增加。污泥濃度隨時(shí)間的變化如圖3所示。系統(tǒng)中污泥濃度增加，粘度也

8、隨之增加，但是不影響系統(tǒng)的處理效果。在膜生物反應(yīng)器中，由于膜的截留使得微生物全部停留在生物反應(yīng)器中，污泥沒(méi)有發(fā)生流失。而且污泥齡長(zhǎng)，硝化細(xì)菌濃度高，溶解氧充足，有利于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)與繁殖，因此，系統(tǒng)對(duì)氨氮的去除率高。圖4表示了本系統(tǒng)進(jìn)水、上清液和膜出水的氨氮濃度隨時(shí)間的變化情況以及系統(tǒng)對(duì)氨氮的去除率。由圖可以看出：氨氮的去除主是靠生物降解來(lái)圖3 系統(tǒng)中MLSS的變化實(shí)現(xiàn)的，而膜對(duì)氨氮的去除貢獻(xiàn)不大。因?yàn)榘钡谒惺且运桶彪x子形式存在的，屬于小分子物質(zhì)，可以穿過(guò)膜孔進(jìn)入到出水中，使得出水中的氨氮接近上清液中氨氮的值。但是，膜的分離作用強(qiáng)化了系統(tǒng)的處理效果，使得系統(tǒng)對(duì)氨氮的去除率達(dá)到了96%以上

9、。 圖4 氨氮處理效果膜生物反應(yīng)器對(duì)懸浮物SS有很好的去除率?；旌弦褐械念w粒物被膜高效截留無(wú)法通過(guò)膜孔，出水中的SS檢測(cè)基本為零。2.4 膜的清洗隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，膜污染也越來(lái)越重，膜的顏色也發(fā)生了很大的變化，從白色逐漸加深成為淺黃色，系統(tǒng)的透水量也減少了，所以應(yīng)該采用有效的清洗方法，部分恢復(fù)膜通量，延長(zhǎng)膜的使用壽命。本實(shí)驗(yàn)采用的是物理清洗和化學(xué)清洗相結(jié)合的方法。（1）物理清洗 用清水從膜的濾出液側(cè)進(jìn)行反沖，使附著在膜表面的沉泥、絮狀物或膜孔中的污染物脫落，沖洗到無(wú)污染物流出為止。反沖洗可以使膜的通量恢復(fù)到原來(lái)的80%左右。（2）化學(xué)清洗 膜運(yùn)行一段時(shí)間以后，污染就會(huì)加劇，顏色變黃，采用單純的反

10、沖洗是不夠的，必須加之有效的化學(xué)清洗。本實(shí)驗(yàn)采用1%的NaClO溶液浸泡16 h后，用清水沖洗；再用1%的NaOH溶液浸泡5 h后，用清水沖洗。化學(xué)清洗后膜的通量恢復(fù)效果如圖5所示。A清洗前的膜；B.污染后的膜；C.反沖洗后的膜；D.1%NaClO浸泡16h后的膜； E. 1%NaOH浸泡5h后的膜圖5 膜的清洗效果3 結(jié) 論（1）實(shí)驗(yàn)表明，膜生物反應(yīng)器對(duì)檸檬酸酸洗廢水有較好的去除效果。在HRT為12 h的條件下，膜生物反應(yīng)器對(duì)COD去除率可基本穩(wěn)定在92%以上，氨氮的去除率可高達(dá)96%以上，出水無(wú)懸浮物，清澈透明，無(wú)異味。（2）膜長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生污染，采用物理清洗和化學(xué)清洗相結(jié)合的清洗方法，可以使膜通量恢復(fù)到理想的效果。用1%的NaClO溶液和1%的NaOH溶液浸泡以后，膜通量可恢復(fù)到120%。參考文獻(xiàn)1 張 飚鍋爐酸洗檸檬酸廢液處理電力環(huán)境保護(hù)，2002，18（3）：302 張寶杰，王寶貞，石玉明，等新型膜生物反應(yīng)器的試驗(yàn)研究哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，32(6)：943 Gander M，Jefferson B，Judd SAerobic MBR. for do