MBR反应器处理腈纶废水研究

Posted 2023-01-12 腈纶

篇首语：不怕学问浅，就怕志气短。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了MBR反应器处理腈纶废水研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

MBR是指将膜分离技术中的膜组件与污水生物处理工程中的生物反应器互相结合而成的新的处理系统。本论文采用MBR处理干法腈纶废水，考察了膜组件、气水比、污泥浓度、停留时间等因素的影响，找出了MBR处理干法腈纶废水的适宜条件。
1.概述
MBR是指将膜分离技术中的膜组件与污水生物处理工程中生物反应器相互结合而成的新的处理系统。综合了膜处理技术和生物处理技术各自的优点，膜组件作为泥水分离单元完全可以取代活性污泥处理过程中的二次沉淀池，微孔滤膜截留活性污泥混合液中的微生物絮体和较大分子有机物，重新回流至生物反应器内，使生物反应器内获得高生物浓度亦延长有机物停留时间，大大提高了生物对有机物的氧化率。同时，经膜滤后出水质量高，系统几乎不排余污泥，是当今受国内外专家学者重视的一项开发性高新水处理技术。
2.MBR工艺特点
根据膜组件和生物反应器的组合位置可笼统地将MBR分为一体式和分置式两大类。一体式MBR组合工艺是将膜组件置入反应器内，通过抽吸或重力得到滤液。最大特点是运行动力费用低，运行稳定、操作管理和清洗方便。分置式是将膜组件置于反应器外，膜组件一般采用加压的方式工作。生物反应器的混合液增压后进入膜组件，在压力作?a href='http://www.baiven.com/baike/224/271348.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>孟禄旌弦和腹ぃ晌低炒沓鏊汗烫濉⒋蠓肿游镏实缺荒そ亓簦媾ㄋ跻夯亓鞯缴锓从ζ髂凇Ｆ涮氐闶俏榷煽浚撞僮鞴芾怼５蝗菀捉心で逑锤唬椅跎?a href='http://www.baiven.com/baike/223/305214.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>污染物在膜表面的饿沉积，需由循环泵提供高流速水流，动力消耗提高。
本论文采用一体式MBR组合工艺进行了处理干法腈纶废水的研究。考察了膜组件、气水比、污泥浓度、停留时间等因素的饿影响，找出了MBR处理干法腈纶废水的适宜操作条件。
所用试验装置如图1所示。

2.1实验方法
本实验所用菌种和激活剂为前期SBR研究中筛选并驯化的处理腈纶废水的菌种和激活剂。首先在MBR反应器中进行活性污泥驯化，在驯化成功后进行处理干法腈纶废水实验。
实验中原水水质及运行参数如表1、2所示。

2.2处理结果
2.2.1处理效果
系统出水水质的平均值见表3。

2.2.2影响MBR处理效果的因素
(1)溶解氧
溶解氧(DO)对COD的去除效果的影响见表4。

实验结果表明：当CO>2mg/l时，对COD有良好的去除效果，其去除率可达55%以上，且DO再增加对COD的去除效果不再有明显影响。在短期缺氧条件下，即DO在0.5～1.0mg/l时系统也能获得较好的去除效率。但是严重缺氧时间较长，如DO<0.5mg/l时膜出水会出现异味，其COD可达750mg/l以上，COD的去除率降至10%以下。由此可见，在MBR中一般应保持DO浓度>2.0mg/l。为了减少工艺的曝气能耗，DO应控制在2.0～4.0mg/l左右。
(2)污泥浓度(MLSS)
由于干法腈纶废水中难降解低聚物含量较高，因此在运行初期污泥浓度在较低的范围内(3.0～6.0g/l)波动。当MLSS>8.0g/l、系统进入稳定期后，只要不出现DO不足(DO<2.0mg/l)的特殊情况，MBR的出水COD值均较低且稳定，且生化装置一直在高污泥浓度下运转，使生化反应进行充分(见表5)。

此外，由于高的MLSS影响到氧的传质效率，因此为维持污泥活性需要更多的氧气供应，导致能耗的饿增加，不利于MBR的饿经济运行。同时，由于腈纶废水中含有较多不可生物降解或难降解的物质，以及有毒物质，而这些物质会在MBR中积累，对MBR运行不利，所以要对污泥进行定期排放。混合液的可过滤性等，从而影响膜通量。
(3)污泥负荷和容积负荷对COD去除率的饿影响
MBR的污泥负荷与容积负荷的变化见表6。

对于MBR出水水质稳定，所以其动力学参数污泥负荷和容积负荷随进水、出水的COD浓度变化而变化，MBR中COD容积负荷、COD污泥负荷的变化分别为0.79～2.77kg/(m3.d)、0.68～5.97kg/(kg.d)。在系统运行初期MLSS仅为2.0g/l，污泥负荷高达4.03kg/(kg.d)，系统出水COD在400～500mg/l之间，对COD的平均去除率在40%左右。系统运行10d后，MLSS升至8.0g/l，COD污泥负荷降至1.55kg/(kg.d)。系统进入稳定运行期，COD污泥负荷一般在0.53～2.00kg/(kg.d)之间，此时出水的COD值﹤400mg/l，对COD的平均去除率可达55%。系统的稳定运行期，由于进水COD的波动以及MBR运行的不稳定，污泥负荷曾一度升至5.97kg/(kg.d)，但出水水质和各项指标的去除率并无大的变化，表明MBR系统有较强的抗负荷冲击能力。MBR的污泥负荷与容积负荷是普通活性污泥法的4倍左右，这表明处理同样的腈纶废水，MBR体积将比常规活性污泥法缩小3～5倍，可大大节约占地和投资。
(4)水力停留时间(HRT)对COD去除效果的影响
水力停留时间对COD去除效果的影响见表7。

当HRT在6.0～10.0h时，HRT对COD的去除效果无明显的饿影响；当HRT>10h时，出水COD浓度随HRT的延长略有降低。在实际工程设计中，用膜生物反应器处理干法腈纶废水，HRT可控制在6～10h。
3.结论
(1)采用MBR工艺处理腈纶废水能得到稳定的出水：COD去除率一般可在55%以上。
(2)溶解氧是处理效果的一个关键因素，污泥浓度在一定的范围之内、污泥负荷、容积负荷和水力停留时间等因素对处理效果的影响不明显。