膜生物反應(yīng)器出水COD 與UV254 之間的線性關(guān)系

宮麗娜

(深能合和電力河源有限公司，廣東河源 517000)

UV254是衡量水中有機(jī)物指標(biāo)的一項(xiàng)重要控制參數(shù)［1，2］。日本于1978 年將UV254值列為水質(zhì)監(jiān)測(cè)的正式指標(biāo)，歐洲也已將其作為水廠去除有機(jī)物效果的監(jiān)測(cè)指標(biāo)［3］。金偉等［4］的研究表明紫外吸光度(UV254)與有機(jī)物含量(COD)具有良好的線性關(guān)系，所以UV254可以間接反映水中有機(jī)物的量。COD是污水處理工藝中日常監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)，重鉻酸鉀法測(cè)定COD 結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好。但是試驗(yàn)回流時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)定速度慢、效率低，難以適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的要求，而且使用了毒性很大的硫酸汞，帶來(lái)較嚴(yán)重的二次污染。本研究以膜生物反應(yīng)器處理的餐飲廢水出水為研究對(duì)象，通過(guò)多組出水CODCr及其UV254分析COD 與UV254之間的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)用水

多次取樣、均勻混合的食堂餐飲廢水COD 含量極高，故將取來(lái)的污水與清水按1∶5 的比例進(jìn)行稀釋后再放入儲(chǔ)水罐中，經(jīng)MBR 處理后的出水作為試驗(yàn)用水。

1.1.2 試驗(yàn)儀器

膜生物反應(yīng)器(MBR)，日本島津UV245紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)，重鉻酸鉀回流法測(cè)COD 裝置。

膜生物反應(yīng)器主體反應(yīng)器外形尺寸為直徑為190 mm、高為321 mm，采用有機(jī)玻璃制成，有效容積為6.64 L。用支架將纖維束膜固定在反應(yīng)器中央，纖維束膜的頂部(出水口處)與反應(yīng)器邊緣持平，在反應(yīng)器底部放入曝氣泵，作用是使污泥與進(jìn)水充分混合均勻。在水面能剛好全部淹沒(méi)纖維束膜處，安裝液位感應(yīng)器，向反應(yīng)器中加入從吉化公司的二沉池內(nèi)取出的活性污泥。來(lái)水裝入儲(chǔ)水箱，由潛水泵提升進(jìn)入反應(yīng)器。潛水泵的啟停由反應(yīng)器中的高低水位控制，當(dāng)反應(yīng)器中的水位在超低水位時(shí)潛水泵自動(dòng)開(kāi)啟，當(dāng)反應(yīng)器中的水位在高水位時(shí)潛水泵自動(dòng)關(guān)閉。反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置曝氣系統(tǒng)。設(shè)備的安裝簡(jiǎn)圖如圖1 所示。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 膜生物反應(yīng)器的調(diào)試

MBR 的正常運(yùn)行才能保證MBR 出水水質(zhì)的穩(wěn)定，所以對(duì)新搭建的膜生物反應(yīng)器進(jìn)行調(diào)試。

圖1 MBR 設(shè)備安裝簡(jiǎn)圖Fig.1 Diagram of MBR Equipment

首先，檢查液位感應(yīng)器是否能正常工作。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)液面降低，與感應(yīng)器金屬觸頭斷開(kāi)時(shí)，抽水泵開(kāi)始工作，向反應(yīng)器內(nèi)抽水，液面升高，與金屬觸頭接觸時(shí)，則停止進(jìn)水。

其次，檢查曝氣泵的工作情況。曝氣泵的曝氣量不應(yīng)太大，以免刺激微生物產(chǎn)生更多的代謝產(chǎn)物，使膜加快污染;但也不能太小，否則曝氣效果不佳，會(huì)導(dǎo)致污泥在反應(yīng)器底部沉降，變質(zhì)。每隔一段時(shí)間，可以用曝氣量較大的曝氣泵進(jìn)行曝氣，將已沉底的污泥重新攪拌均勻。

1.2.2 MBR 處理餐飲廢水的出水

當(dāng)MBR 出水水質(zhì)穩(wěn)定時(shí)，取不同時(shí)間段的出水在254 nm 處用光程1 cm 的石英比色皿測(cè)吸光度，同一水樣用重鉻酸鉀法測(cè)CODCr。具體結(jié)果如表1、圖2 所示。

表1 進(jìn)、出水CODCr及出水UV254Tab.1 CODCr of Influent and Effluent and UV254 of Effluent

圖2 出水CODCr與有機(jī)物去除率的關(guān)系曲線Fig.2 Relationship between Effluent CODCr and Removal Rate of Organic Matters

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

由表1 可知試驗(yàn)過(guò)程中MBR 出水CODCr波動(dòng)較大，可能原因如下:

(1)前期進(jìn)水是出于活性污泥的馴化階段，活性污泥的處理能力變化較大，開(kāi)始時(shí)污泥消化能力強(qiáng)，一段時(shí)間后由于污泥消化能力達(dá)到穩(wěn)定，出現(xiàn)了飽和狀態(tài)，因此CODCr易出現(xiàn)波動(dòng)。

(2)活性污泥的處理能力一定，因此并不能使每次出水的CODCr都一致，而是隨著進(jìn)水CODCr的變化而變化，成正比關(guān)系。

(3)由于水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)波動(dòng)加大，因此使活性污泥難以適應(yīng)，從而對(duì)COD 的消解能力有影響。

(4)溫度、環(huán)境、曝氣量等原因也是影響活性污泥分解活性的重要因素。

(5)本試驗(yàn)幾次處于自循環(huán)狀態(tài)，因此對(duì)反應(yīng)器的正常運(yùn)行有影響。

雖然在試驗(yàn)過(guò)程中MBR 出水CODCr有波動(dòng)，但由圖3 可知，出水CODCr與UV254的關(guān)系曲線良好，說(shuō)明CODCr與UV254仍有良好的相關(guān)性。

在200 ～400 nm 波段一般有機(jī)物都有特征吸收，而UV254指在波長(zhǎng)為254 nm 處的紫外吸光度，UV254適用于成分比較單一的污水進(jìn)行COD 的測(cè)定，組分比較復(fù)雜污水，只要其相對(duì)成分比較穩(wěn)定，也能用UV254測(cè)定。

以上數(shù)據(jù)用Origin 軟件處理，得到其線性關(guān)系線性方程如下:

圖3 出水CODCr及出水UV254關(guān)系曲線Fig 3 Relationship between Effluent CODCr and Effluent UV254

另得到R = 0.995 83，P ＜0.000 1。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)室搭建的膜生物反應(yīng)器，當(dāng)膜生物反應(yīng)器運(yùn)行正常，出水水質(zhì)穩(wěn)定時(shí)，出水CODCr及其UV254呈線性關(guān)系，用Origin 軟件得到其線性關(guān)系線性方程:

其中R=0.995 83，P ＜0.000 1。

由R 值可知此方程線性關(guān)系良好，所以試驗(yàn)中可先通過(guò)多組數(shù)據(jù)得到這一關(guān)系式，由UV254值可直接得出COD 值，可大大提高試驗(yàn)效率。

［1］劉洪波，楊小燕，夏萍，等.青草沙原水中紫外光消光值UV254指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律［J］.凈水技術(shù)，2011，30(3):6-9.

［2］葉挺進(jìn)，何君，劉超斌，等.珠江水中有機(jī)物分子量分布及其去除研究［J］.供水技術(shù)，2010，4(3):12-16.

［3］Eatonad. Measuring UV-Absorbing Organics:A Standard Method［J］.AWWA，1995，87(2):86-90.

［4］金偉，范瑾初. 紫外吸光值(UV254)作為有機(jī)物替代參數(shù)的探討［J］.工業(yè)水處理，1997，17(6):30-32.