2．2 廢水水質(zhì)

    實(shí)驗(yàn)用廢水水質(zhì)狀況如表2所示。

    2．3 計(jì)算方法

    膜生物反應(yīng)器的處理效果以COD的去除率為評(píng)價(jià)指標(biāo)。MBR中生物、膜及系統(tǒng)COD去除率分別由公式(1)、(2)、(3)計(jì)算：

    η1=(C1-C2)／C1

    *本實(shí)驗(yàn)COD均指CODc,

    η2=(C2-C3)／C2 (2)

    η=(Cl-C3)／C1 (3)

    式中：C1、C2、C3分別表示MBR進(jìn)水COD濃度、MBR上清液CoD濃度及MBR出水COD濃度。

    3 工藝流程

    實(shí)驗(yàn)裝置流程如圖1所示。

    膜生物反應(yīng)器4是容積為18 L的圓柱體有機(jī)玻璃水箱，內(nèi)徑llcm，高度50cm；反應(yīng)器內(nèi)置膜組件5，膜絲材質(zhì)為聚丙烯，規(guī)格見表1；氣體流量計(jì)2控制曝氣強(qiáng)度，液體流量計(jì)9控制膜出水的流量；真空泵11為膜出水提供抽吸壓力，真空壓力表1O顯示膜的抽吸壓差，泵上接一三通以控制抽吸壓力的大小，時(shí)間繼電器12用于控制泵的抽停時(shí)間；膜出水進(jìn)入出水瓶13中，由于在泵停止抽吸時(shí)出水瓶易發(fā)生倒吸現(xiàn)象，另設(shè)一取水瓶14，用于分析用水的提取。

    4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

    4．1 MLSS對(duì)COD去除率的影響

    控制生物反應(yīng)器中的DO含量在2．5 mg／L左右，在24 h水力停留時(shí)間下，逐漸提高M(jìn)LSS濃度，考察MLSS對(duì)COD去除率的影響。

    由圖2可以看出，在考察周期的前期，MLSS較低，COD去除率不是很高，因?yàn)槲勰酀舛容^低，處理負(fù)荷增大，因而去除效果并不理想。可以看出，COD去除率在MLSS為18mg／L時(shí)最高，達(dá)到85 左右，增大MLSS濃度至22 gmg／L的區(qū)段內(nèi)，COD去除率變化不大。但繼續(xù)增大MLSS濃度，COD去除率呈下降趨勢(shì)，去除效果逐漸遠(yuǎn)離峰值。理論上MLSS越高，F(xiàn)／M越低，去除效果越好；但實(shí)驗(yàn)證明MLSS不能過高，過高易造成污泥之間對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)與溶解氧形成競爭，使反應(yīng)器中積累大量死細(xì)菌及其殘留物，降低反應(yīng)器效率，導(dǎo)致COD去除率不高，而且太高的MLSS會(huì)導(dǎo)致膜污染加劇、減小MBR的出水通量，本實(shí)驗(yàn)將MLSS控制在20 mg／L左右比較適宜。

    4．2 HRT對(duì)COD去除率的影響

    HRT是MBR工藝操作運(yùn)行可行性的重要技術(shù)參數(shù)�？刂颇ど�物反應(yīng)器中MLSS和DO分別維持在20mg／L和2．5 mg／L，真空泵的抽停時(shí)間按照膜組件供應(yīng)商的建議設(shè)定為工作15 min，停留5min，在室溫25℃ 條件下考察HRT對(duì)COD去除效果的影響。

    圖3可知，水力停留時(shí)間經(jīng)12h，MBR系統(tǒng)COD生物去除率在5O 9／6左右，膜分離去除率達(dá)62%，最終出水COD在1000mg／L以下，COD去除率在8O%以上。延續(xù)水力停留時(shí)間分別為18、24、30和36h時(shí)，圖3表明，生物單元COD去除率處于不斷上升階段，膜分離去除率則與之相反，逐步降低；而系統(tǒng)COD總?cè)コ�率則穩(wěn)定在85%左右，說明膜對(duì)COD的去除率與生物去除率呈互補(bǔ)關(guān)系，對(duì)保障MBR系統(tǒng)COD去除率的穩(wěn)定起到了關(guān)鍵作用。由圖3還可以看出，水力停留時(shí)間為24h時(shí)，COD生物去除率達(dá)62%，繼續(xù)延長HRT對(duì)COD生物單元去除率影響不大。

    4．3 Nv對(duì)COD去除率的影響

    保持MLSS、D0等操作參數(shù)穩(wěn)定，以水力停留時(shí)間作為周期，調(diào)節(jié)進(jìn)水CoD值在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，考察不同Nv對(duì)COD去除率的影響。

    由圖4可以看出，Nv在1．0～3．0 KgCOD ·m-3·d-1范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)COD去除率隨Nv變化波動(dòng)很大，MBR上清液出水水質(zhì)極不穩(wěn)定，雖然有膜分離去除的互補(bǔ)作用，但系統(tǒng)總的出水水質(zhì)波動(dòng)較大。實(shí)驗(yàn)表明，Nv的急劇波動(dòng)，不但使生物處理單元不能產(chǎn)生應(yīng)有的效率，而且使膜污染加劇，壽命縮短。實(shí)驗(yàn)表明，MBR工藝Nv取2．0 Kg—COD·m-3·d-1左右時(shí)，系統(tǒng)不僅具有較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力，且能充分發(fā)揮生物處理單元的效能，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。

    4．4 D0 對(duì)COD去除效果的影響

    DO對(duì)膜生物反應(yīng)器運(yùn)行效果有著重要的影響。合理地控制系統(tǒng)的曝氣強(qiáng)度，既可使反應(yīng)器中泥水混合物具有足夠的紊動(dòng)強(qiáng)度，又可給反應(yīng)器中的污泥提供足夠多的溶解氧，保證系統(tǒng)的處理效果。

    圖5可知，對(duì)膜來說，當(dāng)反應(yīng)器中的D0控制在1．5～3．5mg／L范圍內(nèi)，DO越高，COD去除率越高，當(dāng)DO 超高3．5mg／L后，COD去除率反而呈下降趨勢(shì)；而對(duì)生物來說，當(dāng)反應(yīng)器中的DO控制在2．5～4．5mg／L范圍內(nèi)時(shí)，DO 越高，COD去除率反而越低，這是因?yàn)楫?dāng)DO太高時(shí)，反應(yīng)器中的紊動(dòng)強(qiáng)度太大，易對(duì)絮狀污泥造成較大的沖擊，難以使污泥保持絮狀顆粒狀態(tài)，且較大的曝氣量會(huì)消耗更多的能量，是一種不經(jīng)濟(jì)的選擇，所以，綜合考慮，選取最佳D0為2．5mg／L。

    4．5 水溫對(duì)COD去除效果的影響

    水溫(T)是影響活性污泥存活性狀的一項(xiàng)重要指標(biāo)，一般而言，當(dāng)水溫在2O～30℃范圍時(shí)比較適宜于微生物的生存，高于35℃或者低于15℃，微生物的活性就會(huì)比較差。由于棉紡織印染前處理加工工序都是在高溫條件下進(jìn)行，原水溫度一般都較高，在60℃左右，所以在MBR中，調(diào)節(jié)合適的水溫是可行的。

    由表3可知，T對(duì)系統(tǒng)中生物去除效果有比較大的影響，生物部分COD去除率在42%～68%之間變化。在15~30℃范圍內(nèi)，水溫越高，COD去除率越高，當(dāng)T超過3O℃后，生物去除率呈下降趨勢(shì)。有研究表明，溫度的變化會(huì)引起混合液黏度的變化，提高溫度有利于膜分離，溫度升高1℃可以使膜的通水量增加2&(體積分?jǐn)?shù))。但在本實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，溫度對(duì)膜的COD去除率影響并不明顯，所以控制在27℃左右為宜。

    5 結(jié)論

    (1)運(yùn)用MBR工藝處理印染前廢水，針對(duì)水質(zhì)樣例COD 4000~7000 mg／L，得出優(yōu)化的工藝參數(shù)為：MLSS 20 g／L，HRT 24h，Nv 2．0 KgCOD ·m-3·d-1，DO 2．5mg／L及T 27℃ ，在此工藝條件下，MBR系統(tǒng)COD去除率在80%以上，出水COD在1000 mg／L以下。

    (2)結(jié)果表明，用MBR預(yù)處理印染前廢水，可以有效去除COD，緩解混合印染廢水處理中污染負(fù)荷的波動(dòng)沖擊。但膜易污染及壽命周期短的問題較突出，有待進(jìn)一步研究。

    來源: 印染在線   作者：李曉婷