膜生物反應(yīng)器工藝處理發(fā)酵類制藥廢水中試研究

摘要： 采用MBR工藝處理發(fā)酵類制藥廢水，通過逐步改變水力停留時(shí)間(HRT)，對反應(yīng) 器進(jìn)水和出水的COD、氨氮及MLSS、DO和膜壓等進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測，考察了處理效果。結(jié)果表明， 當(dāng)進(jìn)水COD為400～1 100 mg／L、氨氮為50～ll0 mg／L時(shí)，在MLSS為18 000～19 000 mg／L、HRT 從20 h逐步縮短到8 h的條件下，反應(yīng)器對COD、氨氮仍有較好的去除效果，運(yùn)行期間的去除率均 值分別為73％ 、93％ ；此外，濾膜工作和清洗周期正常，無損膜、堵膜現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞： 制藥廢水； MBR； 污泥濃度

制藥廢水的水質(zhì)和水量變化大、成分復(fù)雜、有機(jī) 污染嚴(yán)重、可生化性差，是一種難降解有機(jī)廢水 。 采用傳統(tǒng)處理工藝，不僅藥量大、能耗高、運(yùn)行費(fèi)用 高 且出水難以保證長期、穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放。膜生 物反應(yīng)器(MBR)具有處理效率較高、工藝流程短、 設(shè)備緊湊、占地面積較小、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)L 3 。 針對發(fā)酵類制藥廢水的特點(diǎn)，筆者從節(jié)能高效出發(fā)， 對MBR工藝處理發(fā)酵類制藥廢水進(jìn)行了中試研究。

1 試驗(yàn)裝置與方法

1.1中試裝置

中試裝置見圖1。

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廢水由高位水箱經(jīng)平衡水箱進(jìn)人MBR，高位水 箱容積為0．64 ITI 。在反應(yīng)器中污染物經(jīng)微生物降 解后，由抽吸泵將膜濾水抽出。MBR容積為0．4 ITI ，膜組件采用中空纖維濾膜，膜孔徑為0．1～0．4 Ixm，膜通量為0．328 m ／(m ·d)，運(yùn)行方式為抽吸 12 rain、反沖3 rain。

1.2廢水水質(zhì)

廢水取自某制藥廠廢水站，該廠主要生產(chǎn)潔霉 素、蟲草菌粉、中成藥等，廢水主要污染物為生物發(fā) 酵剩余的營養(yǎng)物質(zhì)、生物代謝產(chǎn)物及少量丁醇等，其 COD為400～1 100 mg／L、BOD5為50～300 mg／L、 pH值為7．5～8．0、氨氮為50～1 10 mg／L。

1.3分析項(xiàng)目與方法

COD：重鉻酸鉀法；氨氮：納氏試劑光度法。

2 結(jié)果與討論

試驗(yàn)從3月7日一5月9日，逐步改變反應(yīng)器的水力停留時(shí)間(HRT)，對反應(yīng)器進(jìn)、出水 的COD、氨氮及MLSS、溶解氧、膜壓等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，考察處理效果。

2.1污泥濃度隨運(yùn)行時(shí)間的變化

試驗(yàn)開始后的20多天，反應(yīng)器污泥濃度為 9 000～10 000 mg／L；隨著運(yùn)行時(shí)問的延長，約10 d 左右，污泥濃度逐步升至18 000 mg／L；繼續(xù)運(yùn)行20 多天，污泥濃度基本維持在18 000～19 000 mg／L； 在之后的運(yùn)行中，污泥濃度未持續(xù)增長，微生物增殖 和自身消化達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。（見圖2）

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2.2溶解氧濃度隨運(yùn)行時(shí)間的變化在試驗(yàn)開始后的2 0?? d左右， 溶解氧濃度為4?m g ／ L左右； 隨后 1 0?? d左右， 溶解氧濃度降到3～ 3.5m g ／ L ； 繼續(xù)運(yùn)行 2 0多天 ， 溶解 氧濃度逐漸降到0.5?m g ／ L左右； 之后， 溶解氧濃度降到0.2 m g ／ L左右，?反應(yīng)器已處于缺氧狀態(tài)，見圖 3 。?

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2.3H R T的改變
為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、提高處理效率，中試將 MB R?的HR T從 2 0?? h逐步減至8?h ，考察隨污泥濃度的升高、溶解氧濃度的降低， M B R對發(fā)酵類制藥廢水的處理效果。試驗(yàn)中， 3月 7日_2 4日， HR T為 2 0?? h ；3月 2 5?? E t 一4月 4日， H R T為 l 8?? h ； 4月 5日一9H， H R T為 1 4?? h ； 4月 1 0日 一 2 6日， H R T為 1 0?? h ； 4?月2 7日一5月 9日， H R T為 8?? h 。?
2.4對C O D的去除效果：MB R對 C O D的去除效果見圖 4 。?

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由圖4可知， 進(jìn)水 C O D為4 0 0～ 1?? 1 0 0?? m s /L ， 出水 C O D為 1 2 0～ 3 0 0?? m g /L 。在試驗(yàn)的最后 2 0多天，?進(jìn)水 C O D濃度較前期低， 為4 0 0～ 7 0 0?? m g?/L ，出水C O D濃度也較前期低，為 1 2 0～ 2 2 0?? mg /L。可知，隨污泥濃度的升高、溶解氧濃度的不斷降低、H R T的逐漸縮短，MB R對 C O D的去除率并沒有降低，平均去除率保持在 7 3 ％，這說明高污泥濃度、低溶解氧狀態(tài)下的MB R工藝對 C O D的去除效果仍較好。?
2.5對氨氮的去除效果
MB R對氨氮的去除效果見圖5 。可知， 除個(gè)別測點(diǎn)外，進(jìn)水氨氮濃度基本上在 5 0～1 1 0?? m g /L之間波動(dòng)， 出水氨氮濃度大致為 2～1 5?? mg /L ， 經(jīng)計(jì)算，整個(gè)監(jiān)測過程中出水氨氮均值為4.9 7?? mg/ L ， 去除率均值為9 3 ％。試驗(yàn)后期，溶解氧濃度降至0 .5?? m g /L?以下， 水力停留時(shí)間逐漸減至8?h ，對氨氮的去除率仍在9 5 ％以上，這說明高污泥濃度、低溶解氧狀態(tài)下的MB R工藝對氨氮的去除效果很好 。?

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2.6膜壓的變化
MB R運(yùn)行期問的膜壓變化如圖 6所示 。?

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從圖 6可 以看出 ， 在 3月 7日一4月 1日試驗(yàn)開始的前2 6?? d ， 膜壓均在0 ． 0 2 8?? MP a以下， 隨后膜壓有所上升， 延續(xù)一段時(shí)問后， 膜壓上下波動(dòng)， 但沒有超過 0 ． 0 4?? M P a ， 濾膜運(yùn)行正常。這表明， 采用 M B R?工藝處理發(fā)酵類制藥廢水， 高污泥濃度對濾膜正常工作沒有影響。在實(shí)際運(yùn)行中， 當(dāng)膜壓 > 0 ． 0 4 5?? M P a?后進(jìn)行清洗， 清洗周期一般為3～ 4個(gè)月。

3 與現(xiàn)場實(shí)際工藝處理效果的對比
3.1出水水質(zhì)
該制藥廢水現(xiàn)場主體工藝為兼? 好氧， 廢水量為2?? 0 0 0?? m/ ， 生化部分的 H R T為4 0?? h ， 最終出水C OD為 3 0 0～ 4 O O?? mg /L， 而中試出水 C O D<3 1 3 0?? m g /L，?對 C O D的去除率高于現(xiàn)場實(shí)際工藝。?
3.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比見表 1 。可知， MB R工藝的占地面積、H R T、運(yùn)行費(fèi)等均小于現(xiàn)場實(shí)際工藝， 技 術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于現(xiàn)場實(shí)際工藝。?

表 1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

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4 結(jié)論?
① 當(dāng)污泥濃度為 1 8?? 0 0 0～】 9?? 0 0 0?? m g /L、HRT?為 8?? h時(shí)，MB R工藝對發(fā)酵類制藥廢水的處理效果仍較好，對 C O D和氨氮 的平均去除率分別為 7 3 ％、9 3 ％，與 H R T為 2 0?? h時(shí)的相當(dāng)。?
② 在中試條件下，M B R工藝的污泥濃度基本維持在 180 0 0～ 1 90 0 0?? m g /L，后續(xù)運(yùn)行未見明顯增長，這表明微生物增殖和 自身消化達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。?
③ 采用 MB R工藝處理發(fā)酵類制藥廢水，在高污泥濃度下，無損膜、堵膜現(xiàn)象，濾膜工作正常、清洗周期正常。?
④ 采用 MB R工藝處理發(fā)酵類制藥廢水的效果優(yōu)于現(xiàn)場的兼氧/好氧工藝， 值得推廣應(yīng)用。?
參考文獻(xiàn) ：?
[ 1 ] 俞敏，陶佳，王家德．膜生物反應(yīng)器處理制藥工業(yè)廢水中試研究[ J ]。工業(yè)水處理，2 0 0 8,2 8( 2 ) ： 4 5— 4 8 ．?
[ 2 ]?? 劉振東，鄭桂梅．制藥廢水處理工藝案例分析[ J ] ．水處理技術(shù)，2 0 0 8 ，3 4 ( 1 1 ) ： 7 9—8 3．? [ 3 ] 鄭宏林，朱家民，黃金有，等。膜生物反應(yīng)器在污水資源化中的研究與應(yīng)用探討[ J ] 。水處理技術(shù)， 2 0 0 9 ， 3 5?(1 0) ： 2 1—2 6 ．? 來源：中國給水排水