膜生物反應(yīng)器(MBR)處理干法腈綸廢水

文/丁振宇 中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司重慶分院 重慶 400000

膜生物反應(yīng)器(MBR)處理干法腈綸廢水

文/丁振宇 中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司重慶分院 重慶 400000

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，膜生物反應(yīng)器(MBR)處理干法腈綸廢水技術(shù)有了非常大的發(fā)展。業(yè)內(nèi)人士都清楚，腈綸干法進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)，其不僅質(zhì)量?jī)?yōu)異，而且可以生產(chǎn)的商品種類非常多，因此有非常大的市場(chǎng)前景，但是在聚合反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生很多聚丙烯腈，這種廢水有很大的污染，很難進(jìn)行降解，因此需要使用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行處理。

膜生物；反應(yīng)器；腈綸廢水

通過使用膜生物反應(yīng)器(MBR)處理干法腈綸廢水，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過處理后的廢水水質(zhì)非常穩(wěn)定，除此之外有很強(qiáng)的耐沖擊性能，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，廢水經(jīng)過處理后，可以清除98%的NH4+-N離子，還可以清除68%以上的TN，避免干法腈綸廢水對(duì)周圍環(huán)境造成的危害，符合我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，下面就對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行分析。

1　膜生物反應(yīng)器(MBR)工作原理分析

該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都有廣泛的應(yīng)用，其把生物處理技術(shù)和膜分離技術(shù)有機(jī)的結(jié)合到了一起，在處理干法腈綸廢水之后，出來(lái)的水質(zhì)非常好，而且整個(gè)操作過程簡(jiǎn)單，機(jī)械設(shè)備占地面積小。尤其在增殖緩慢的微生物方面，可以增強(qiáng)硝化作用。業(yè)內(nèi)人士都清楚，腈綸廢水中含有很多污染物質(zhì)，而且含量和濃度都非常高，如果不經(jīng)過處理就排出到大自然中，通過生物作用是很難講解的，極大的威脅著附近人們生活的安全性。在所有的腈綸廠處理廢水中，其沒有非常好的脫氮功能，而且水中 ρ(CODCr) 的濃度非常高。為了解決上述這些問題，對(duì)腈綸廠處理廢水流程重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)，為填料式缺氧－好氧工藝一體式膜生物反應(yīng)器，然后經(jīng)過試驗(yàn)檢查對(duì)污水中CODCr，以及NH4

+-N和TN離子的處理效果，同時(shí)分析對(duì)里面難以講解物質(zhì)的處理效果，觀察膜生物反應(yīng)器(MBR)技術(shù)的價(jià)值。

2　處理干法腈綸廢水試驗(yàn)分析

2.1使用的設(shè)備和裝置

試驗(yàn)情況如圖1所示，使用了缺氧－好氧處理工藝，該實(shí)驗(yàn)裝置中設(shè)計(jì)了7個(gè)格室，在缺氧處理流程中留有一個(gè)格室，而在好氧處理模式下有六個(gè)格室，在處理過程中是推流的情況。為了提高處理污水的效果，先經(jīng)過的五個(gè)格室中，都設(shè)置了有利于生物掛膜的聚丙烯軟性填料，每一個(gè)格室都有曝氣頭曝氣條件，這樣可以做到混合式的流態(tài)，當(dāng)這些液體進(jìn)入到膜分離室后，在間歇抽吸過程中，該模室的污水就會(huì)回流到缺氧格內(nèi)，進(jìn)行下一步的缺氧反應(yīng)[1]。這次試驗(yàn)有很多優(yōu)點(diǎn)，例如把缺氧好氧技術(shù)和MBR技術(shù)有機(jī)結(jié)合，能夠提高脫氮效果。其內(nèi)部使用了聚丙烯纖維填料，有利于污水掛膜處理，與此同時(shí)，該設(shè)計(jì)還把生物纖維牢固附著在上面，保持整體的生物鏈條，這樣處理效果才會(huì)好。該設(shè)備設(shè)計(jì)了很多格室，不同格室會(huì)培養(yǎng)出不同的微生物，有利于形成生態(tài)鏈，進(jìn)而可以發(fā)揮生物的新陳代謝功能，可以有效進(jìn)行生物降解。

圖1：填料式缺氧 － 好氧工藝膜生物反應(yīng)器裝置

好氧的格室非常多，是數(shù)據(jù)非常的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，其中c的水質(zhì)表示缺氧－好氧工藝好氧段的水質(zhì)，在試驗(yàn)階段的數(shù)據(jù)參數(shù)如表1.

表1：MBR 設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)

2.2測(cè)試的條件分析

試驗(yàn)水利用自來(lái)水和醋酸鈉，以及硫酸氨進(jìn)行配置，其各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)和生活用水一樣，其中ρ(CODCr)的最高值達(dá)到了800mg/L，而ρ(NH4+-N) 的數(shù)值也達(dá)到了0 mg /L，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用了某石油化工公司腈綸化工廠中的厭氧池進(jìn)行出水，經(jīng)過一些列處理好，當(dāng)水來(lái)到厭氧池之后，其中的ρ(TN) 達(dá)到了160mg/ L，而ρ(NH4+-N)的數(shù)值到達(dá)了110 mg/ L，ρ(CODCr)的數(shù)值達(dá)到了1150mg/L ，結(jié)合以往的數(shù)據(jù)分析，這樣干法腈綸廢水中含有大量有毒物質(zhì)，而且排出后不能被生物有效降解，針對(duì)這一情況選擇使用經(jīng)厭氧預(yù)處理的腈綸廢水作為該 MBR 的進(jìn)水。分析方法，使用快速密閉催化消解的方法對(duì)ρ(CODCr)的數(shù)值進(jìn)行測(cè)試，使用紫外分光光度的方法對(duì)ρ(TN) 的數(shù)值進(jìn)行測(cè)試，除此之外，使用納氏試劑光度的方法測(cè)試ρ(NH4+-N)的含量，使用麝香草酚光度方法測(cè)試ρ(NO3－-N)的數(shù)值。接種污泥，先對(duì)菌種比較豐富的污水進(jìn)行接種，進(jìn)行二十四小時(shí)的悶曝氣后，對(duì)模擬的生活污水進(jìn)行處理。

2.3具體是實(shí)施方案

對(duì)這樣含有豐富的生活污水中的污泥進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)，等到培養(yǎng)成功后，然后添加一定量的腈綸廢水，進(jìn)行培訓(xùn)馴化之后能夠有效降解里面的活性污泥。使用MBR進(jìn)水，其中的腈綸廢水量從 5%，10%，然后到20%，40%，60%，80%最后到100%的遞增方式進(jìn)行馴化處理，確保處理效果的穩(wěn)定性。

3　最終的結(jié)果分析

3.1培養(yǎng)馴化活性污泥的處理結(jié)果分析

處理污泥之初時(shí)其濃度在500mg/L范圍，在設(shè)備工作了7天后，缺氧段和好 氧段的出水情況逐漸降低，說明里面的細(xì)菌快速的增長(zhǎng)，而且有非常高的活性，在處理了7天之后，好氧段的ρ(CODCr)已經(jīng)降低到了40mg/L，而在出水階段的ρ(CODCr)也已經(jīng)降低到了15mg/L以下，但是在此之后各個(gè)參數(shù)都沒有明顯的變化，也就說明馴化異養(yǎng)菌只需要7小時(shí)就可以完成。

3.2去除CODCr的整體效果分析

當(dāng)腈綸廢水進(jìn)入量逐漸增多的時(shí)候，其中的ρ(CODCr)含量也在增多，如果放出的全部都是腈綸廢水，出水中ρ(CODCr) 的含量是最高的，最高的時(shí)候可以達(dá)到390mg/L[2]，從這一數(shù)據(jù)就可以看出，在腈綸廢水中含有很多的難以降解的有機(jī)物，如果通過MBR進(jìn)行生物處理，也只能進(jìn)行部分的去除，里面還會(huì)留存一部分有害物質(zhì)，因此得出結(jié)論，通過MBR技術(shù)不能達(dá)到對(duì)CODCr的完全處理。因此要進(jìn)行物理、化學(xué)和生物方面的處理。

3.3對(duì)清倫廢水中NH4+-N 的處理效果分析

經(jīng)過檢查在腈綸廢水中含有大量的NH4+-N和有機(jī)胺，在厭氧處理過程中，大部分的有機(jī)胺都轉(zhuǎn)變成了NH4+-N，因此在MBR的進(jìn)水中含有大量的ρ(NH4+-N)，經(jīng)過測(cè)定在最高的時(shí)候可以達(dá)到160mg/L，這次測(cè)試時(shí)模擬的生活污水，在馴化活性污泥過程中，ρ(NH4+-N)的最高含量才是80 mg /L，在處理水量不斷增加的同時(shí)，其中的ρ(NH4+-N)也在不斷的增高。在整個(gè)測(cè)試過程中，沒有發(fā)現(xiàn)難降解有毒有害物質(zhì)對(duì)硝化菌有抑制作用，而與之相反的是里面的細(xì)菌適應(yīng)了腈綸廢水的條件，可以有效的去除NH4+-N。

3.4對(duì)TN的處理效果分析

在分離室的消化液會(huì)回流到缺氧格室中，然后進(jìn)行一定的硝化反應(yīng)，因此能夠?qū)﹄婢]廢水中的TN進(jìn)行有效處理。在分離室內(nèi)混合液的回流比例為4:1，通過MBR處理可以去除80%以上的TN，測(cè)試中如果在進(jìn)水過程中腈綸廢水逐漸增高，雖然去除NH4+-N的含量逐漸下降，但是還可以繼續(xù)進(jìn)行TN的處理，在相同條件下，其對(duì)TN 的去除率下降了30%，歸結(jié)其原因是腈綸廢水中含有有機(jī)氮[3]，不能有效的去除里面的雜質(zhì)。其對(duì) CODCr的去除率可以達(dá)到70%，但是在進(jìn)水階段腈綸廢水中含有很多有機(jī)物和雜質(zhì)，導(dǎo)致水體中含有很大的CODCr，想要從根本上進(jìn)行處理，就必須加強(qiáng)生物和化學(xué)的處理。

總結(jié)：

近些年社會(huì)發(fā)展迅速，因此在各個(gè)領(lǐng)域都有了很大進(jìn)步，腈綸是加工日用品非常好的材料，不僅質(zhì)量好，而且生產(chǎn)的種類多，因此受到廣大人們的青睞。在這一背景下有關(guān)的工廠也就越來(lái)越多，但是其廢水中含有很多污染物和雜質(zhì)，經(jīng)過上述的分析可以確定，應(yīng)該積極使用膜生物反應(yīng)器(MBR)處理干法腈綸廢水，降低廢水中的污染物，降低對(duì)周圍環(huán)境的影響。

[1]楊崇臣,田智勇,宋永會(huì)等.膜生物反應(yīng)器(MBR)處理干法腈綸廢水[J].環(huán)境科學(xué)研究,2010,23(7):912-917.

[2]劉晨,張 洪 林,邱峰等.MBR工藝處理腈綸廢水研究進(jìn)展[J].化學(xué)與黏合,2010,32(4):48-51.

[3]魏健,宋永會(huì),趙樂等.MBR 處理腈綸廢水的效能及微生物群落結(jié)構(gòu)分析[J].環(huán)境科學(xué),2014,(12):4610-4617.