mbr工藝處理印染廢水的研究

mbr工藝處理印染廢水的研究

高鹽廢水的水質(zhì)和水量變化較大，顏色和組成復(fù)雜。這是處理廢水的困難。針對其水質(zhì)特點,目前國內(nèi)采用較多的是水解酸化+好氧接觸氧化工藝,這種工藝對沖擊負荷有較強的適應(yīng)性,污泥生成量少且運行費用低,但要達標(biāo)排放,還需對污水進一步處理。筆者結(jié)合混凝沉淀、水解酸化、膜生物反應(yīng)器這3種工藝對印染廢水進行處理,利用混凝沉淀去除水體中的懸浮物質(zhì)及膠體,水解酸化提高廢水的可生化性,膜生物反應(yīng)器強化生物處理效果,保證出水的穩(wěn)定性。實驗證明,經(jīng)3種工藝聯(lián)合處理后出水可達標(biāo)排放,取得了很好的效果。1實驗方法1.1廢水預(yù)處理和生物反應(yīng)器mbr生物處理單元pvc材質(zhì)實驗采用混凝沉淀+水解酸化+MBR工藝處理印染廢水,運行方式為連續(xù)動態(tài)處理,處理水量為1L/h。實驗采用分體式MBR膜生物反應(yīng)器,膜組件為天津膜天膜工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)的聚偏氟乙烯管式膜(D12mm,截流相對分子質(zhì)量約10萬)。實驗中,經(jīng)混凝沉淀預(yù)處理后的印染廢水被送入容積為50L的原水箱中,之后由隔膜泵抽吸送入水解酸化反應(yīng)器(PVC材質(zhì),有效容積為28L)。水解酸化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。廢水經(jīng)水解酸化處理后送入中間水箱(為避免活性污泥的流失,容積為5L)沉降一段時間后進入膜生物反應(yīng)器(MBR)的生物處理單元(PVC材質(zhì),有效容積18L),其底部設(shè)穿孔管曝氣,曝氣系統(tǒng)一方面為微生物群體生長、代謝提供氧氣,另一方面也對反應(yīng)器的混合液起到一定的攪拌混合作用。之后混合液由泵抽吸進入管式膜組件,膜組件將微生物和部分未能降解的大分子物質(zhì)截留回其生物處理單元,透過液作為工藝最終出水排出。1.2廢水試驗結(jié)果實驗所用污泥來自天津市紀(jì)莊子污水處理廠的曝氣池混合液,為了避免水質(zhì)波動帶來的影響,實驗初期廢水采用人工模擬印染混合廢水,廢水pH10~11、色度1800~2250倍、COD798~897mg/L、氨氮23.9~34.2mg/L、電導(dǎo)率765~1299μS/cm。1.3色度、重量法、玻璃電極法測實驗中用重鉻酸鉀法測定COD,稀釋倍數(shù)法測定色度,重量法測定污泥濃度(MLSS),玻璃電極法測pH,用便攜式溶解氧儀測溶解氧(DO)。2結(jié)果與討論2.1混凝劑的用量實驗選用聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵(PFS)兩種混凝劑對印染廢水進行預(yù)處理,通過試驗室燒杯試驗選擇出效果較好的混凝劑。燒杯為混凝試驗專用的高筒燒杯,容積為1L。從加入混凝藥劑開始到混凝沉淀試驗結(jié)束整個過程分為快速混合、沉降、絮凝3個階段。對比不同混凝劑處理效果可知,在相同的投加質(zhì)量濃度(40mg/L)下,PAC對COD及色度的去除效率明顯優(yōu)于PFS,并且礬花沉降速度也明顯快于PFS的。所以確定PAC為印染廢水預(yù)處理的混凝劑。2.2mlss的操作時間水解酸化反應(yīng)器中污泥濃度(MLSS)對色度和COD去除率的影響見圖1。由圖1可知,隨著MLSS的增加,色度的去除率呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢,但上升幅度不大,維持在70%~80%。COD去除率隨污泥濃度的增加持續(xù)上升,但當(dāng)MLSS>10g/L后,去除率反而略有下降。這是因為隨著實驗運行時間的延長,難降解染料分子在系統(tǒng)中不斷積累,而污泥濃度增加到一定程度,隨著內(nèi)源呼吸的加劇,大量微生物會因缺乏食物而死亡,這就會導(dǎo)致出水COD上升。綜合色度和COD的去除效果,可以確定最佳MLSS在8g/L左右。在研究水解酸化反應(yīng)器的水力停留時間(HRT)對色度和COD去除效果的實驗中發(fā)現(xiàn),隨著HRT的增加,色度和COD的去除率呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢,且HRT越長,去除率越高并相對穩(wěn)定。綜合色度和COD的去除效果,確定水解酸化時間為16h比較經(jīng)濟合理,此條件下色度和COD的去除率分別可達70%和80%以上。2.3膜的去除效果和mbr反應(yīng)器的缺陷MBR系統(tǒng)對色度和COD的去除作用由兩部分組成,包括好氧生物解作用和膜本身的截留作用。試驗考察了MBR中MLSS對色度和COD的去除率的影響,見圖2。由圖2可知,MBR系統(tǒng)對色度的總?cè)コ始昂醚跎镒饔脤ι鹊娜コ孰SMLSS的增加經(jīng)歷了一個先升后降的過程,而膜的脫色率隨污泥濃度的增加沒有明顯的變化。這是由于在試驗前期,隨MLSS的增加,污泥吸附作用的大小直接決定了對色度的去除效果,膜的截留作用只是強化了MBR對色度的去除,所以好氧脫色率和總脫色率均呈上升趨勢;隨著時間的推移,雖然MLSS仍在增加,但難降解有機物在MBR中的不斷積累影響了污泥對色度的吸附,致使膜區(qū)內(nèi)色度上升,并影響到出水色度,表現(xiàn)為系統(tǒng)對色度的總?cè)コ书_始出現(xiàn)下降。好氧生物反應(yīng)對COD的去除率和MBR系統(tǒng)對COD的總?cè)コ识茧SMLSS的增加出現(xiàn)一直上升的趨勢,而膜對COD的去除率曲線出現(xiàn)了緩慢下滑的趨勢。由此可見,MBR反應(yīng)器對COD的去除主要取決于好氧生物反應(yīng)的效果,膜對COD的去除只是對生物反應(yīng)的補充強化,保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。綜合系統(tǒng)對色度和COD的去除效果,確定好氧生物處理單元MLSS為8g/L,這樣可使系統(tǒng)對COD的去除率達70%以上。MBR水力停留時間對色度和COD去除效果的影響見圖3。由圖3可知,隨著HRT的提高,好氧生物脫色率和總脫色率都出現(xiàn)先升后降的趨勢,而膜的脫色率卻出現(xiàn)了連續(xù)下降的趨勢。這是因為膜的截留作用只是對色度的去除起一定的補充作用,好氧生物單元HRT的延長能使有機污染物得到進一步的降解,但難降解的大分子物質(zhì)并不會隨HRT的延長而被降解掉,而是留在系統(tǒng)中循環(huán)。隨著HRT的延長,好氧生物處理單元對COD的去除率逐漸提高,膜對COD的去除貢獻則相對逐漸降低,但是對整個系統(tǒng)而言,系統(tǒng)的COD去除率在HRT>8h后始終保持80%左右的較高值。因此,可以說由于膜的存在使得出水水質(zhì)得到了有效保證。為了保持系統(tǒng)運行的穩(wěn)定,綜合色度和COD的去除效果確定好氧生物處理單元的HRT為8h。2.4色度對廢水cod和進水色度的影響實際印染廢水采自天津市國印廠,與模擬廢水相比,實際印染廢水水質(zhì)復(fù)雜而且波動很大。實驗期間系統(tǒng)進出水色度及COD的變化情況見圖4。由圖4可知,系統(tǒng)進水色度及COD的變化范圍都較大,而出水指標(biāo)相對穩(wěn)定。對于色度而言,混凝預(yù)處理去除了大部分色度,使得廢水的色度在進入水解酸化反應(yīng)器時已沒有大幅度的波動,之后的好氧生物處理單元進一步保證了對色度的去除,使得系統(tǒng)在實際印染廢水的處理中,出水色度始終低于50倍。而MBR的穩(wěn)定運行對COD的去除起到了決定性的作用,系統(tǒng)出水COD始終<100mg/L,從而保證了出水水質(zhì)完全滿足紡織染整行業(yè)水污染物一級排放標(biāo)準(zhǔn)。3膜處理mbr反應(yīng)器的色度和hrt(1)與PFS相比,PAC無論是在礬花的沉降性能還是對印染廢水色度及COD的去除效果方面均優(yōu)于PFS。確定PAC為預(yù)處理印染廢水的最佳混凝劑。(2)確定水解酸化反應(yīng)器中MLSS為8g/L左右,HRT為16h比較合理,色度和COD去除率均趨于穩(wěn)定,能達到比較好的處理效果。(3)MBR反應(yīng)器對有機物的去除主要取決于生物反應(yīng)的