摘要(yao)：介紹膜生物(wu)反應器處(chu)理(li)工藝(yi)脫氮(dan)(dan)機(ji)理(li)、工藝(yi)特點和處(chu)理(li)氮(dan)(dan)肥行業(ye)(ye)廢水的(de)試驗過(guo)程(cheng),并對試驗結果進 行了分析,為(wei)氮(dan)(dan)肥行業(ye)(ye)廢水處(chu)理(li)提(ti)供了新的(de)技術線路。

關鍵詞：膜生(sheng)物反應器　脫氮機(ji)理(li)(li)　氨氮　廢(fei)水處理(li)(li)

1　水(shui)處理工藝脫氮機理

膜生(sheng)物反應(ying)器(qi)(Membrane Bioreactor,簡稱 MBR),是由(you)(you)(you)膜分(fen)離和生(sheng)物處理(li)結(jie)合(he)而成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)種新型(xing)、高效污(wu)水處理(li)技術。滄(cang)州大化(hua)(hua)(hua)股份有限公(gong)司為(wei)進一(yi)(yi)步(bu)提高廢水排放達標率(lv)和實現污(wu)水回用的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de),多年(nian)來一(yi)(yi)直致(zhi)力(li)于尋(xun)求一(yi)(yi)條(tiao)經濟合(he)理(li)的(de)(de)(de)氮(dan) 肥(fei)行(xing)(xing)業廢水處理(li)途徑,為(wei)此,在進行(xing)(xing)多方(fang)面的(de)(de)(de)技術考察、交流(liu)和研(yan)究的(de)(de)(de)基礎上進行(xing)(xing)了MBR處理(li)工藝的(de)(de)(de)試驗研(yan)究。工業含(han)氮(dan)廢水其脫氮(dan)機理(li)包括(kuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)作用和反硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)作用兩個基本過程(cheng)。硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)作用是指由(you)(you)(you)氨(an)氮(dan)轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)態氮(dan)的(de)(de)(de)過程(cheng),該過程(cheng)主要依(yi)靠亞(ya) 硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)細菌(jun)和硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)細菌(jun)兩類好氧自養(yang)菌(jun)來完成(cheng)(cheng)。它包括(kuo)兩個步(bu)驟:第一(yi)(yi)步(bu)為(wei)亞(ya)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng),由(you)(you)(you)亞(ya)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)菌(jun)將(jiang)氨(an)氮(dan)轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)亞(ya)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)鹽;第二步(bu)為(wei)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng),由(you)(you)(you)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)菌(jun)將(jiang)亞(ya)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)鹽進一(yi)(yi)步(bu)氧化(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)鹽。反硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)作用是將(jiang)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)鹽和亞(ya)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)鹽還(huan)原成(cheng)(cheng)氣態氮(dan)的(de)(de)(de)過程(cheng), 是由(you)(you)(you)一(yi)(yi)群異養(yang)型(xing)微(wei)生(sheng)物在無分(fen)子態氧的(de)(de)(de)條(tiao)件下進行(xing)(xing)的(de)(de)(de)。

2　MBR處理工藝

2·1　MBR工作原理(li)

MBR技術首先通過活(huo)性污泥來去(qu)除水中可生物降解的(de)有機污染物,然后采用膜組(zu)件強制截 留生物反應器中的(de)活(huo)性污泥以及(ji)絕大多數的(de)懸浮 物,實現凈化后水和活(huo)性污泥固液分離,由此強化 了生化反應,提高了污水處理(li)(li)效果和出水水質(zhi)。 MBR處理(li)(li)中試工藝流程見圖1。

2·2　MBR處(chu)理(li)工藝特(te)點

1)處理效(xiao)率高,出(chu)水(shui)可直(zhi)接(jie)回用(yong)。由于(yu)(yu)中(zhong)空 纖(xian)維膜對生化反應器的(de)混合液具有高效(xiao)的(de)分離作 用(yong),可徹底(di)將污泥與出(chu)水(shui)進行分離,故可使(shi)出(chu)水(shui)的(de) SS及濁度接(jie)近于(yu)(yu)零。同時由于(yu)(yu)活(huo)性污泥的(de)損失 幾(ji)乎為(wei)零,使(shi)得生化反應器中(zhong)的(de)活(huo)性污泥濃度可 比傳統工藝高出(chu)2~6倍(bei)左(zuo)右,大大提高了脫氮能 力。

2)系(xi)統(tong)運行穩(wen)定、流(liu)程簡單、設備少、占(zhan)地面 積小(xiao)。由于MBR技術的(de)活性(xing)污泥濃度高,因此(ci)裝 置的(de)容積負荷大;對(dui)進水波動的(de)抗(kang)沖擊性(xing)能(neng)好,運 行穩(wen)定。此(ci)工藝除了可大大縮小(xiao)生化(hua)反(fan)應器(qi)—曝 氣池(chi)的(de)體積,使設備和(he)構筑物小(xiao)型化(hua)以外,甚至可 以省去初沉池(chi),也不需要二(er)沉池(chi),就使得系(xi)統(tong)占(zhan)地 面積減少。

3)污泥(ni)齡(ling)長,剩余污泥(ni)量少。當污泥(ni)濃度 高,而進水負荷低的情(qing)況下,系統(tong)中(zhong)營養與微生物 比率(F/M)低,污泥(ni)齡(ling)變長。當F/M維(wei)持(chi)某(mou)個 低值時,活性污泥(ni)的增長接近為零,這就降低了(le)對 剩余污泥(ni)的處理費用。

4)操作(zuo)管理(li)方(fang)便,易于(yu)實現(xian)自(zi)動控制。由于(yu) 膜分(fen)離可使(shi)活(huo)性污(wu)泥完全(quan)截(jie)留在生(sheng)物(wu)反應器中(zhong), 使(shi)得生(sheng)物(wu)反應器中(zhong)的水(shui)(shui)力停留時(shi)間(jian)(HRT)和污(wu)泥 停留時(shi)間(jian)(SRT)是(shi)完全(quan)分(fen)開(kai)的,故可靈活(huo)、穩定(ding)地(di) 加以控制;同時(shi),非(fei)常易于(yu)實現(xian)自(zi)動控制,提高了(le) 污(wu)水(shui)(shui)處理(li)的自(zi)動化水(shui)(shui)平。

3　MBR處(chu)理(li)工藝試驗

3·1　試驗過程

1)養生馴(xun)化(hua)階段(duan)。將所需(xu)處理的(de)廢(fei)水(shui)用泵 提升從試(shi)驗裝置(zhi)(zhi)的(de)進(jin)(jin)水(shui)端(duan)開始,充(chong)滿試(shi)驗裝置(zhi)(zhi),然 后停止(zhi)進(jin)(jin)水(shui),打開曝氣,并投加活性(xing)污(wu)泥菌(jun)種,在 控制合適的(de)溶解氧(yang)、pH值(zhi)、水(shui)中氮和磷等營養物 質(zhi)的(de)環境下悶曝養生5d;小流量進(jin)(jin)水(shui),置(zhi)(zhi)換(huan)裝置(zhi)(zhi) 內(nei)已(yi)有的(de)水(shui)質(zhi),在污(wu)染物濃度不高的(de)情況下,對已(yi) 成長的(de)微生物進(jin)(jin)行培養和馴(xun)化(hua),使之適應所處理 廢(fei)水(shui)的(de)環境,馴(xun)化(hua)時間為15d。

2)穩定(ding)處理(li)階(jie)段。馴化15d后,逐(zhu)漸調整(zheng)進(jin) 水(shui)(shui)量由小到大逐(zhu)漸遞(di)增(zeng),水(shui)(shui)力停留時(shi)間(jian)達12h時(shi), 進(jin)水(shui)(shui)量為(wei)(wei)1m3/d。控制(zhi)進(jin)水(shui)(shui)量保持在(zai)1m3/d,調 整(zheng)氣水(shui)(shui)比為(wei)(wei)8∶1,運行15min停止出水(shui)(shui)沖洗2min,穩定(ding)運行。穩定(ding)處理(li)時(shi)間(jian)為(wei)(wei)12d。

3)正常運(yun)行階段(duan)。穩定(ding)處理階段(duan)過后(hou),開始進入(ru)正常運(yun)行階段(duan),繼續穩定(ding)進水(shui)量為1m3/d,保持(chi)水(shui)力停(ting)留時(shi)間在(zai)12h,水(shui)氣比控制在(zai)8∶1,同時(shi)調整(zheng)運(yun)行9min停(ting)止出水(shui)沖洗3min。每天(tian)對處理工藝(yi)各取(qu)(qu)樣點進行定(ding)時(shi)取(qu)(qu)樣,分(fen)析水(shui)中污染物含量。

3·2　試驗結果(guo)

馴化階(jie)段(duan)試(shi)驗裝置進、出口NH3—N和(he)(he)COD控制指(zhi)標檢測結果見(jian)圖2和(he)(he)圖3。 穩定處理(li)階(jie)段(duan)試(shi)驗裝置進出口NH3—N和(he)(he) COD檢測結果見(jian)圖4和(he)(he)圖5。

正常(chang)運(yun)行階段試驗裝(zhuang)置(zhi)進、出口NH3—N和 COD控制指標檢測結果見圖6和圖7。

正常運行階段NH3—N和(he)COD處理效果見圖 8。

3·3　結果分析

由圖(tu)2~7的(de)試驗結果(guo)來(lai)看,MBR處(chu)理(li)工藝 對氮肥行業廢水中COD處(chu)理(li)效果(guo)明(ming)顯,其(qi)生化菌(jun) 種養生馴化階(jie)段(duan)較(jiao)短,從(cong)第(di)3天即顯現穩(wen)(wen)定的(de)效 果(guo);穩(wen)(wen)定處(chu)理(li)階(jie)段(duan)、正常運(yun)行階(jie)段(duan)均(jun)能保(bao)持較(jiao)高的(de) COD去除(chu)率,去除(chu)率基本(ben)在90%以(yi)上;出口COD 平均(jun)控制在30mg/L以(yi)下(xia)。

而對于NH3—N的處理,其(qi)生化(hua)菌種養生馴(xun) 化(hua)階段(duan)時(shi)間較長(chang),NH3—N的處理效果(guo)不穩定,在穩定處理階段(duan)、正常運行階段(duan)能(neng)滿足(zu)要求(qiu),去(qu)除率 78%左右,基本達到排放標(biao)準:出口NH3—N平均 控制在2mg/L以下。

4　結論

1) MBR處(chu)(chu)理(li)工藝對氮肥行業(ye)廢水中COD處(chu)(chu) 理(li)效(xiao)(xiao)果(guo)明顯,去(qu)除率基(ji)本(ben)在90%以上;NH3—N處(chu)(chu) 理(li)效(xiao)(xiao)果(guo)不十分穩定,去(qu)除率78%左右,基(ji)本(ben)達(da)到 排放標準(zhun)。出水清澈透明、無異味。

2) MBR運(yun)行初期,在較(jiao)低的壓力(li)下就能獲得 較(jiao)高(gao)的膜(mo)通(tong)(tong)量(liang),但(dan)長(chang)期運(yun)行膜(mo)通(tong)(tong)量(liang)就會下降到一 個較(jiao)低的水平(ping),故而在實(shi)際操作過程中要注(zhu)意膜(mo) 阻力(li)和膜(mo)通(tong)(tong)量(liang)的變(bian)化,及時進行沖(chong)洗和維護以達 到較(jiao)好的工作狀態。

3) MBR相對成本較高,運行過程中對操作、 維護有一定的要求;工程上采用這種組合工藝,也 必須要考慮到污水含油造成的膜污染問題,這在 一定程度上影響了該工藝的推廣。 
 
 

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