膜生物反应器工艺处理发酵类制药废水中试研究

Posted 2023-01-14 浓度

篇首语：有志者事竟成，破釜沉舟，百二秦关终属楚。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了膜生物反应器工艺处理发酵类制药废水中试研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

摘要： 采用MBR工艺处理发酵类制药废水，通过逐步改变水力停留时间(HRT)，对反应器进水和出水的COD、氨氮及MLSS、DO和膜压等进行了连续监测，考察了处理效果。结果表明，当进水COD为400～1 100 mg／L、氨氮为50～ll0 mg／L时，在MLSS为18 000～19 000 mg／L、HRT 从20 h逐步缩短到8 h的条件下，反应器对COD、氨氮仍有较好的去除效果，运行期间的去除率均值分别为73％、93％；此外，滤膜工作和清洗周期正常，无损膜、堵膜现象。

关键词： 制药废水； MBR；污泥浓度

制药废水的水质和水量变化大、成分复杂、有机污染严重、可生化性差，是一种难降解有机废水。采用传统处理工艺，不仅药量大、能耗高、运行费用高且出水难以保证长期、稳定的达标排放。膜生物反应器(MBR)具有处理效率较高、工艺流程短、设备紧凑、占地面积较小、出水水质好等优点L 3 。针对发酵类制药废水的特点，笔者从节能高效出发，对MBR工艺处理发酵类制药废水进行了中试研究。

1 试验装置与方法

1.1中试装置

中试装置见图1。

废水由高位水箱经平衡水箱进人MBR，高位水箱容积为0．64 ITI 。在反应器中污染物经微生物降解后，由抽吸泵将膜滤水抽出。MBR容积为0．4 ITI ，膜组件采用中空纤维滤膜，膜孔径为0．1～0．4 Ixm，膜通量为0．328 m ／(m ·d)，运行方式为抽吸 12 rain、反冲3 rain。

1.2废水水质

废水取自某制药厂废水站，该厂主要生产洁霉素、虫草菌粉、中成药等，废水主要污染物为生物发酵剩余的营养物质、生物代谢产物及少量丁醇等，其 COD为400～1 100 mg／L、BOD5为50～300 mg／L、 pH值为7．5～8．0、氨氮为50～1 10 mg／L。

1.3分析项目与方法

COD：重铬酸钾法；氨氮：纳氏试剂光度法。

2 结果与讨论

试验从3月7日一5月9日，逐步改变反应器的水力停留时间(HRT)，对反应器进、出水的COD、氨氮及MLSS、溶解氧、膜压等进行连续监测，考察处理效果。

2.1污泥浓度随运行时间的变化

试验开始后的20多天，反应器污泥浓度为 9 000～10 000 mg／L；随着运行时问的延长，约10 d 左右，污泥浓度逐步升至18 000 mg／L；继续运行20 多天，污泥浓度基本维持在18 000～19 000 mg／L；在之后的运行中，污泥浓度未持续增长，微生物增殖和自身消化达到动态平衡。（见图2）

2.2溶解氧浓度随运行时间的变化在试验开始后的2 0 d左右，溶解氧浓度为4 m g ／ L左右；随后 1 0 d左右，溶解氧浓度降到3～ 3.5m g ／ L ；继续运行 2 0多天，溶解氧浓度逐渐降到0.5 m g ／ L左右；之后，溶解氧浓度降到0.2 m g ／ L左右，反应器已处于缺氧状态，见图 3 。

2.3H R T的改变
为实现节能降耗、提高处理效率，中试将 MB R 的HR T从 2 0 h逐步减至8 h ，考察随污泥浓度的升高、溶解氧浓度的降低， M B R对发酵类制药废水的处理效果。试验中， 3月 7日_2 4日， HR T为 2 0 h ；3月 2 5 E t 一4月 4日， H R T为 l 8 h ； 4月 5日一9H， H R T为 1 4 h ； 4月 1 0日一 2 6日， H R T为 1 0 h ； 4 月2 7日一5月 9日， H R T为 8 h 。
2.4对C O D的去除效果：MB R对 C O D的去除效果见图 4 。

由图4可知，进水 C O D为4 0 0～ 1 1 0 0 m s /L ，出水 C O D为 1 2 0～ 3 0 0 m g /L 。在试验的最后 2 0多天，进水 C O D浓度较前期低，为4 0 0～ 7 0 0 m g /L ，出水C O D浓度也较前期低，为 1 2 0～ 2 2 0 mg /L。可知，随污泥浓度的升高、溶解氧浓度的不断降低、H R T的逐渐缩短，MB R对 C O D的去除率并没有降低，平均去除率保持在 7 3 ％，这说明高污泥浓度、低溶解氧状态下的MB R工艺对 C O D的去除效果仍较好。
2.5对氨氮的去除效果
MB R对氨氮的去除效果见图5 。可知，除个别测点外，进水氨氮浓度基本上在 5 0～1 1 0 m g /L之间波动，出水氨氮浓度大致为 2～1 5 mg /L ，经计算，整个监测过程中出水氨氮均值为4.9 7 mg/ L ，去除率均值为9 3 ％。试验后期，溶解氧浓度降至0 .5 m g /L 以下，水力停留时间逐渐减至8 h ，对氨氮的去除率仍在9 5 ％以上，这说明高污泥浓度、低溶解氧状态下的MB R工艺对氨氮的去除效果很好。

2.6膜压的变化
MB R运行期问的膜压变化如图 6所示。

从图 6可以看出，在 3月 7日一4月 1日试验开始的前2 6 d ，膜压均在0 ． 0 2 8 MP a以下，随后膜压有所上升，延续一段时问后，膜压上下波动，但没有超过 0 ． 0 4 M P a ，滤膜运行正常。这表明，采用 M B R 工艺处理发酵类制药废水，高污泥浓度对滤膜正常工作没有影响。在实际运行中，当膜压 > 0 ． 0 4 5 M P a 后进行清洗，清洗周期一般为3～ 4个月。

3 与现场实际工艺处理效果的对比
3.1出水水质
该制药废水现场主体工艺为兼好氧，废水量为2 0 0 0 m/ ，生化部分的 H R T为4 0 h ，最终出水C OD为 3 0 0～ 4 O O mg /L，而中试出水 C O D<3 1 3 0 m g /L，对 C O D的去除率高于现场实际工艺。
3.2技术经济指标
技术经济指标对比见表 1 。可知， MB R工艺的占地面积、H R T、运行费等均小于现场实际工艺，技术经济指标优于现场实际工艺。

表 1 技术经济指标对比

4 结论
① 当污泥浓度为 1 8   0 0 0～】 9   0 0 0   m g /L、HRT 为 8   h时，MB R工艺对发酵类制药废水的处理效果仍较好，对 C O D和氨氮的平均去除率分别为 7 3 ％、9 3 ％，与 H R T为 2 0   h时的相当。
② 在中试条件下，M B R工艺的污泥浓度基本维持在 180 0 0～ 1 90 0 0   m g /L，后续运行未见明显增长，这表明微生物增殖和自身消化达到动态平衡。
③ 采用 MB R工艺处理发酵类制药废水，在高污泥浓度下，无损膜、堵膜现象，滤膜工作正常、清洗周期正常。
④ 采用 MB R工艺处理发酵类制药废水的效果优于现场的兼氧/好氧工艺，值得推广应用。
参考文献：
[ 1 ] 俞敏，陶佳，王家德．膜生物反应器处理制药工业废水中试研究[ J ]。工业水处理，2 0 0 8,2 8( 2 ) ： 4 5— 4 8 ．
[ 2 ]   刘振东，郑桂梅．制药废水处理工艺案例分析[ J ] ．水处理技术，2 0 0 8 ，3 4 ( 1 1 ) ： 7 9—8 3． [ 3 ] 郑宏林，朱家民，黄金有，等。膜生物反应器在污水资源化中的研究与应用探讨[ J ] 。水处理技术， 2 0 0 9 ， 3 5 (1 0) ： 2 1—2 6 ．来源：中国给水排水