CMBR一体化超声波振动膜生物反应技术在处理制药高浓度有机废水中的应用

Posted 2023-01-15 浓度

篇首语：今日长缨在手，何时缚住苍龙。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了CMBR一体化超声波振动膜生物反应技术在处理制药高浓度有机废水中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1、超声波是物理介质中的一种弹性机械波和电、磁、光等同样是一种物理高能能量形式。具有聚束、定向及反射、透射引起微粒振动。超声波作用于废水中不同的声强、声密度、声功率、频率下会产生下面七种理化效应：①机械震动效应；②热效应；③破碎气泡增加溶氧及空化清洗效应；④超临界氧化热解和自由基氧化效应；⑤声流促使粒子移动效应；⑥生化反应加速传质效应；⑦加速污泥絮凝沉淀触变效应。

2、超声波技术作为一种新的废水、微污染水源处理技术，在国内还鲜为人知，在国外，日本、美国已有了大量实验室的基础研究成果，并有大规模进入水处理实际工程应用，被认为是一种有前途的水处理技术，本司研究了大量国外、国内超声波技术在水处理方面的研究。

　　3、超声波是指频率高于15KHZ-10MHZ的声波，当一定强度的超声波通过废水媒体时，会产生一系列的物理、声化学效应。早在1929年就有超声波废水化学效应的报道。超声波环境保护领域的应用也发展较快，主要有超声波清洗、固液分离、超声波超临界氧化热解、有毒物消化降解和自由基氧化效应对污泥的降解处理等，其对有机物的处理与有机声化学是密切相关的，也是国外新近开展的研究课题，目前在制药废水已有一些应用成果，如超声波除酚和降解抗生素酶。

　　4、1995年樊工很早就与超声研究所-广州环保研究所，以及日本本多株式会社和日本千代田公司专家共同研究超声波水处理技术，还研究了超声波与膜生物反应器的协同作用新的废水处理技术，以及超声波对膜的清洗抗污技术研究；以前我国此方面的研究很少。

　　(1) 专性复合优势菌LC1循环载体生物膜法；
　　(2) 微电脑超声波在线膜清洗及膜节涌流防堵塞技术；
　　(3) 高效中空纤维漂悬膜分离技术（微滤、超滤、纳滤）；

　　组合成一体的创新型膜生物反应高效污水处理专利技术：该技术适用于高难度、高浓度制药有机废水（如造纸废水、垃圾渗透液、印染废水、、乳化油污水、餐饮废水、制药化工、炼钢、油田、船舶行业）的处理，该技术能显著降低COD、BOD、NH3-N、总磷、色度、除臭等污染物指标，全部截留去除悬浮物（SS）、油类、细菌、病毒、芽胞等微生物。

1.1实验部分

　　实验共分两个阶段，微生物驯化阶段和CMBR运行阶段。实验按C：N：P为100：5：1比例人工配制模拟废水，初期用苯酚和葡萄糖混和溶液培养，在驯化微生物过程中，用苯酚逐渐取代葡萄糖直至成为单一碳源，之后苯酚浓度不断增加，直至达到2500 mg•L-1；后期加入帘式膜，进行CMBR运行实验。

1.2 结果与讨论

1.2.1微生物的驯化

　　开始驯化的污泥呈黄褐色，颗粒细碎，镜检发现其主要微生物为太阳虫、漫游虫和钟虫等，污泥浓度2200-4000mg/l；
　　培养中期，废水中葡萄糖和苯酚按比例加入，钟虫和累枝虫较多，污泥浓度8000～15000mg/l；
　　培养后期，废水中只加苯酚，（苯酚浓度1000～2500mg•L-1），原生动物变得很少，污泥浓度为15000～18000mg/l。

污泥浓度随时间的变化图

1.2.2不同初始浓度酚的降解

图为相同的MLSS=3500mg•L^-1，pH=7.2，T=25ºC，不同初始浓度下苯酚浓度与时间的关系图，从图中看出，酚初始浓度为550 mg•L^-1时，经过8h时，酚初始浓度为855 mg•L^-1时，经过12h，酚初始浓度为1500 mg•L^-1时，苯酚经过26h，苯酚降解完全，降解率达到99%以上。

1.2.3不同温度下酚的降解

1.3 小结

实验结果表明：

        ①采用苯酚浓度递增方式培养驯化适应高浓度苯酚的微生物，前期加入适量葡萄糖辅助驯化，最后以苯酚作为唯一碳源，微生物培养效果良好；
        ②污泥浓度在3500 mg•L-1，苯酚浓度550 mg•L-1时，7h酚降解率能达到99.9%；苯酚浓度855 mg•L-1时，苯酚完全降解时间增长到12h；酚浓度接近2500 mg•L-1时，经过26h酚浓度降到3.35 mg•L-1，COD浓度降到42 mg•L-1。
        ③温度在20～36℃条件下，酚降解效果较好。