鐵炭微電解+UASB+MBR組合工藝處理DHA廢水

黃 溢，李瀚翔，徐樂中，袁 煦

（1.蘇州市環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇 蘇州 215007；2.蘇州科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

二十二碳六烯酸（DHA）是一種人體必需的不飽和脂肪酸，俗稱“腦黃金”，是保健品中常用的成分[1]。隨著國民經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人們對身體健康也越來越重視。近年來，保健品成了不少人維持健康的選擇，特別是DHA系列保健品需求量逐年增大。然而DHA生產(chǎn)加工過程會連帶產(chǎn)生一定量難降解的高濃度有機(jī)廢水，若廢水不經(jīng)處理直接排放，會對水環(huán)境造成重大污染。

DHA廢水的特點(diǎn)是成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高，可生化性較差，生物毒性較強(qiáng)，是一種高濃度難降解的有機(jī)廢水。目前對于高濃度難降解有機(jī)廢水的處理多采用復(fù)合工藝分階段運(yùn)行。鐵炭微電解技術(shù)發(fā)展于上世紀(jì)60年代，是指在不通電的情況下，利用鐵和炭產(chǎn)生的電位差對廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。鐵炭微電解可改善廢水的可生化性，且處理成本較低，因此被廣泛用于高濃度難降解廢水處理的預(yù)處理[2-3]。UASB反應(yīng)器有利于實(shí)現(xiàn)污泥顆?；?，提高反應(yīng)器的微生物濃度，因此可承受較高的有機(jī)負(fù)荷[4-6]。需要注意的是，UASB反應(yīng)器對有機(jī)物的去除能力有限，且基本不去除氨氮，因此常在UASB反應(yīng)器后串聯(lián)一個好氧反應(yīng)器，以實(shí)現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放。相比于傳統(tǒng)的好氧處理，MBR可通過膜分離設(shè)備將微生物完全截留在反應(yīng)器內(nèi)，維持系統(tǒng)內(nèi)較高的微生物濃度，這不但提高了污染物的去除率，還具有較高的耐沖擊負(fù)荷，使得出水水質(zhì)較好且穩(wěn)定[7-9]。

工業(yè)中對廢水處理的要求一般為運(yùn)行成本低，占地面積小，運(yùn)行穩(wěn)定，管理方便。在這些要求的基礎(chǔ)上，本文將鐵炭微電解、UASB和MBR三種處理工藝耦合，研究不同的條件下該復(fù)合工藝對DHA廢水的處理效果，以期為實(shí)際DHA廢水的處理提供一定的解決思路。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置和方法

DHA廢水成分復(fù)雜且可生化性較低，無法對原水直接進(jìn)行生化處理。鐵炭微電解可有效去除廢水中的有機(jī)物，同時還可以增大廢水的生化性能。為了使DHA廢水實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，本研究采用鐵炭微電解作為預(yù)處理，耦合厭氧和好氧生物處理的方法對DHA廢水進(jìn)行處理。

為了獲得鐵炭微電解的最佳工況，本研究分別選取pH值、反應(yīng)時間、鐵炭比和攪拌強(qiáng)度為影響因素，考察各因素對COD去除率的影響。取200 mL未經(jīng)處理的DHA廢水置于500 mL燒杯，加入一定體積的0.2 M NaOH調(diào)節(jié)pH值，加入不同比例的廢鐵屑和顆?；钚蕴?，調(diào)節(jié)攪拌裝置轉(zhuǎn)速。待反應(yīng)結(jié)束后用0.45μm濾膜過濾上清液，分析不同工況下上清液COD濃度的變化。

本研究采用升流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器對鐵炭微電解處理后的DHA廢水進(jìn)行厭氧處理。UASB反應(yīng)器由有機(jī)玻璃管制成，高1 m，有效容積為3 L。將UASB反應(yīng)器放于實(shí)驗(yàn)室自制的水浴箱，并通過PLC控制加熱棒，使水浴箱內(nèi)水溫維持在37±0.5℃。進(jìn)水流量采用蠕動泵控制。啟動階段，采用啤酒與生活污水混合的方式配制進(jìn)水，每天進(jìn)水1.5 L，HRT為48 h。待污泥活性恢復(fù)后，改用鐵炭微電解后的DHA廢水與生活污水按照一定比例混合的方式進(jìn)行配水，直到配水中的生活污水被UASB反應(yīng)器出水完全替代。本研究采用保持不變（HRT=3 h），逐步增大進(jìn)水有機(jī)物濃度的方式提升反應(yīng)器負(fù)荷，直到達(dá)到處理DHA廢水的最大負(fù)荷。

為了使處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放，本研究選用膜生物反應(yīng)器（MBR）對UASB反應(yīng)器出水進(jìn)行好氧處理。MBR反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，有效容積為4 L，在反應(yīng)器底部安置曝氣泵，以保證泥水充分混合。進(jìn)出水流量均采用蠕動泵控制。在出水泵和膜之間連有壓力表（量程為-0.1-1 MPa），記錄過膜壓力。當(dāng)過膜壓力超過-0.1 MPa，停止反應(yīng)器運(yùn)行，進(jìn)行手動清洗。本研究采用的是中空纖維膜膜組件，其中每個膜件包含48個膜單元，膜絲長0.25 m，平均膜孔徑0.04μm，膜過濾面積為0.5 m2。MBR運(yùn)行溫度維持在室溫，且HRT為24 h。

1.2 試驗(yàn)材料及原水水質(zhì)

本研究選用廢鐵屑和顆?；钚蕴窟M(jìn)行鐵炭微電解試驗(yàn)，其中廢鐵屑取自蘇州某機(jī)械加工廠，平均粒徑為5 mm，顆?；钚蕴科骄綖? mm。試驗(yàn)前需對廢鐵屑進(jìn)行活化：將廢鐵屑置于10%NaOH溶液，浸泡10 min后用清水洗凈，之后再置于5%HCl溶液浸泡10 min，用清水洗凈后待用。

UASB反應(yīng)器接種污泥取自安徽某淀粉廠IC反應(yīng)器中厭氧顆粒污泥。顆粒污泥呈黑色球狀，具有良好的沉降性能，污泥濃度為50 000 mg/L左右，VSS/SS為0.89。UASB反應(yīng)器接種污泥約占反應(yīng)器有效容積的1/3。啟動初期，采用啤酒與生活污水混合的方式配制進(jìn)水，控制進(jìn)水COD為500 mg/L，待微生物具有較高的活性后（即COD的去除率穩(wěn)定在85%），改用鐵炭微電解處理后的DHA廢水與生活污水按照一定比例混合進(jìn)水，投加適量的NaHCO3調(diào)節(jié)pH值至中性并控制反應(yīng)器內(nèi)總堿度維持在2 500 mg CaCO3/L左右，同時投加Ca2+，Mn2+，F(xiàn)e2+，Co2+，Ni2+等微量元素。

MBR接種污泥取自蘇州新區(qū)污水處理廠曝氣池內(nèi)活性污泥。污泥呈棕色絮狀，污泥濃度為7 000 mg/L左右，MLVSS/MLSS為0.57。將取回后的污泥連續(xù)悶曝24 h后，采用生活污水進(jìn)行啟動。

DHA廢水取自江蘇某生物科技公司生產(chǎn)車間的綜合廢水。該廢水有機(jī)物濃度高、成分復(fù)雜及可生化性差，難以直接生化處理。具體水質(zhì)情況見表1。

表1 DHA廢水水質(zhì) mg/L

1.3 分析方法

本試驗(yàn)所采用的測試方法均參考國家標(biāo)準(zhǔn)方法《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）所述[7]，其中COD采用重鉻酸鉀法，BOD5采用稀釋接種法，揮發(fā)性脂肪酸和總堿度采用酸堿滴定法，氨氮采用納氏試劑法，溫度采用溫度計(jì)測量，pH采用便攜式pH計(jì)（HQ11d，HACH,美國）。

2 結(jié)果與討論

2.1 鐵炭微電解最佳工況的確定

2.1.1 鐵炭比

取5個500 mL燒杯，分別加入200 mL未經(jīng)處理的DHA原水，調(diào)節(jié)pH為3，加入經(jīng)處理后的鐵屑和顆?；钚蕴浚沟酶鳠瓋?nèi)鐵炭比分別為1∶2、1∶1、2∶1、3∶1和4∶1，調(diào)節(jié)攪拌速度為250 r/min，反應(yīng)時間為4 h。反應(yīng)結(jié)束后，用0.45μm濾膜過濾上清液，測定上清液COD濃度。試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 各因素對COD去除率的影響

由圖1中可以看出，鐵炭比對COD的去除率有非常明顯的影響。在初始COD相同的條件下，隨著鐵炭比的增大，COD去除率逐步增加。當(dāng)鐵炭比增大到3∶1時，并且當(dāng)鐵炭比繼續(xù)增至4∶1時，COD去除率出現(xiàn)下降。這是可能是由于鐵炭之間的作用位點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到飽和，并且多余的鐵屑導(dǎo)致鐵炭之間接觸不充分，降低廢水的傳質(zhì)效率。因此，處理DHA廢水的最佳鐵炭比為3∶1。

2.1.2 pH值

取8個500 mL燒杯，分別加入200 mL未經(jīng)處理的DHA原水，用10%H2SO4和10%NaOH調(diào)節(jié)廢水pH，使其分別為1、2、3、4、5、6、7和8，加入經(jīng)處理后的鐵屑和顆?；钚蕴?，控制各燒杯內(nèi)鐵炭比為3∶1，攪拌速度為250 r/min，反應(yīng)時間為4h。反應(yīng)結(jié)束后，用0.45μm濾膜過濾上清液，測定上清液COD濃度。試驗(yàn)結(jié)果如圖1（b）所示。

酸性條件下鐵炭微電解的COD去除率高于堿性條件。當(dāng)pH=3時，COD的去除效率最高，達(dá)到45.3%。這是由于系統(tǒng)內(nèi)pH值降低，加速系統(tǒng)內(nèi)Fe3+和Fe2+的生成，提高氧的電極電位，加速電極反應(yīng)的進(jìn)行。過低的pH值雖然能夠提高COD去除率，但需要耗費(fèi)大量的酸，這不僅會加快微電解柱的侵蝕，還會增大運(yùn)行成本。因此，處理DHA廢水的最佳pH為3。

2.1.3 反應(yīng)時間

取6個500 mL燒杯，分別加入200 mL未經(jīng)處理的DHA原水，調(diào)節(jié)各燒杯pH值為3，加入經(jīng)處理后的鐵屑和顆粒活性炭，控制各燒杯內(nèi)鐵炭比為3∶1，攪拌速度為250 r/min，設(shè)置各燒杯反應(yīng)時間分別為為1、2、3、4、5和6 h。反應(yīng)結(jié)束后，用0.45μm濾膜過濾上清液，測定上清液COD濃度。試驗(yàn)結(jié)果如圖1（c）所示。

由圖1（c）可知，隨著反應(yīng)時間的增長，COD去除率經(jīng)歷了先增加后降低的過程。當(dāng)反應(yīng)時間為4 h時，COD去除率達(dá)到最大，為45%。由此可知鐵炭微電解的反應(yīng)時間并不是越長越好，而是存在最佳反應(yīng)時間。這是因?yàn)榉磻?yīng)初始，鐵屑和活性炭混合不充分，形成的Fe-C微電池較少，電極反應(yīng)相對較弱。隨著反應(yīng)時間的進(jìn)行，微電解反應(yīng)越充分。系統(tǒng)內(nèi)鐵屑數(shù)量隨反應(yīng)時間增長不斷減少，使得Fe-C微電池數(shù)量也隨之減少，電極反應(yīng)速率降低。系統(tǒng)內(nèi)會形成的大量污染物緊密地包覆在鐵、炭表面，阻止了兩者之間的有效接觸從而導(dǎo)致微電解過程減弱。此外，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鐵表面會產(chǎn)生鈍化膜，阻礙反應(yīng)的進(jìn)行。因此，處理DHA廢水的最佳反應(yīng)時間為4 h。

2.1.4 攪拌強(qiáng)度

取6個500 mL燒杯，分別加入200 mL未經(jīng)處理的DHA原水，調(diào)節(jié)各燒杯pH值為3，加入經(jīng)處理后的鐵屑和顆?；钚蕴?，控制各燒杯內(nèi)鐵炭比為3∶1，調(diào)節(jié)各燒杯攪拌速度分別為100、150、200、250、300和350 r/min，反應(yīng)時間為4 h。反應(yīng)結(jié)束后，用0.45μm濾膜過濾上清液，測定上清液COD濃度。試驗(yàn)結(jié)果如圖1（d）所示。

COD去除率隨著攪拌強(qiáng)度的增加緩慢增大。當(dāng)攪拌強(qiáng)度達(dá)到250 r/min時，COD去除率達(dá)到45%左右。這是因?yàn)閿嚢柁D(zhuǎn)速過低，鐵、炭沉于燒杯底部，出現(xiàn)分層現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)形成的鐵炭、原電池數(shù)量較少，COD去除率較低。攪拌還可以增大摩擦，減少鐵屑的板結(jié)及表面鈍化的現(xiàn)象。然而，當(dāng)攪拌強(qiáng)度大于250 r/min后，COD去除率不再增大。因此，處理DHA廢水的最佳反應(yīng)時間為攪拌強(qiáng)度為300 r/min。

2.1.5 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以pH值、反應(yīng)時間、鐵炭比和攪拌強(qiáng)度為影響因素，COD去除率為評價指標(biāo)，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)。正交實(shí)驗(yàn)因素水平及結(jié)果分別見表2和表3。

表2 正交試驗(yàn)水平因素

表3 鐵炭微電解法正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

從表3中可以看出，鐵炭微電解法對DHA廢水中有機(jī)物的去除具有一定效果，COD去除率都可達(dá)到40%以上。通過對各影響因素的極差比較可得，極差順序?yàn)镃＞A＞B＞D，即各因素對COD去除率的影響程度依次為鐵炭比、pH值、反應(yīng)時間和攪拌強(qiáng)度。正交試驗(yàn)得出的最佳運(yùn)行條件為A2B2C3D1，即pH值為3，反應(yīng)時間為4 h，鐵炭比為3∶1，攪拌強(qiáng)度為250 r/min，鐵炭微電解出水效果最佳，達(dá)到45.8%。

2.2 UASB處理DHA廢水試驗(yàn)研究

2.2.1 UASB的啟動及負(fù)荷提升

反應(yīng)器啟動共進(jìn)行9 d，期間采用控制水力停留時間，增大進(jìn)水COD濃度的方式提升反應(yīng)器容積負(fù)荷。該過程每天進(jìn)水1.5 L，HRT為48 h。進(jìn)水COD濃度于第9天增至1 000 mg/L，此時反應(yīng)器容積負(fù)荷為0.5 kgCOD/（m3·d）（見圖2）。污泥馴化過程反應(yīng)器出水COD去除率穩(wěn)定且大于85%，出水pH值保持在7左右，說明反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥活性得到有效恢復(fù)。

圖2 啟動時進(jìn)出水COD及COD去除率的變化

負(fù)荷提升階段共運(yùn)行48 d。第10天開始，逐漸改用鐵炭微電解后的DHA廢水與生活污水按照一定比例混合配水，每天進(jìn)水1.5 L。18 d后，反應(yīng)器容積負(fù)荷已達(dá)1 kgCOD/（m3·d）。雖然此過程COD去除率略微下降，但隨著反應(yīng)時間的增長，COD去除率逐漸恢復(fù)，表明反應(yīng)器內(nèi)污泥已逐漸適應(yīng)DHA廢水的水質(zhì)。第19天時，采用調(diào)節(jié)進(jìn)水流量、增大進(jìn)水中DHA廢水比例的方式提高進(jìn)水負(fù)荷，每天進(jìn)水3 L，并于27天后將反應(yīng)器容積負(fù)荷逐漸提升至3 kgCOD/（m3·d）。由于反應(yīng)器容積負(fù)荷的提升，導(dǎo)致反應(yīng)器受到負(fù)荷沖擊影響，出水COD濃度增大，COD去除率降低至60%，在此后的運(yùn)行過程中，為防止因負(fù)荷提升過快導(dǎo)致反應(yīng)器系統(tǒng)崩潰，采用緩慢提高進(jìn)水濃度的進(jìn)水方式，以保證反應(yīng)器可以正常運(yùn)行。COD去除率隨反應(yīng)時間的增長不斷上升，并于27 d時增長至75%。27 d后，反應(yīng)器容積負(fù)荷達(dá)到3 kgCOD/（m3·d），此后采用UASB反應(yīng)器出水與DHA廢水進(jìn)行配水，并不斷提升反應(yīng)器內(nèi)容積負(fù)荷。雖然COD去除率略有波動，但很快又恢復(fù)并逐漸升高，57 d后達(dá)到8 kgCOD/（m3·d）。當(dāng)反應(yīng)器容積負(fù)荷達(dá)到8 kgCOD/（m3·d）時，出水COD濃度為1 500 mg/L左右，去除率大于80%。

2.2.2 容積負(fù)荷對有機(jī)物去除效率的影響分析

為研究UASB處理DHA廢水所能達(dá)到的最大負(fù)荷，分別考察容積負(fù)荷為6，7，8，9和10 kgCOD/（m3·d）時，反應(yīng)器性能的變化。本研究通過控制進(jìn)水COD濃度不變（8 000 mg/L），改變水力停留時間的方式調(diào)控反應(yīng)器容積負(fù)荷，每一負(fù)荷運(yùn)行20 d。采用UASB反應(yīng)器出水與DHA廢水進(jìn)行配水，比例為1∶3.3，控制反應(yīng)器水溫為37℃，進(jìn)水pH值為7.5。運(yùn)行結(jié)果如圖3所示。

當(dāng)反應(yīng)器容積負(fù)荷為6 kgCOD/（m3·d）時，出水平均COD為1 000 mg/L，COD平均去除率為87.1%，出水水質(zhì)波動較小。當(dāng)反應(yīng)器容積負(fù)荷為7 kgCOD/（m3·d）時，出水COD值為1 200 mg/L左右，COD平均去除率相比于6 kgCOD/（m3·d）時降低了2.09%，為85%。反應(yīng)器容積負(fù)荷為8 kgCOD/（m3·d），出水COD值為1 500 mg/L左右，COD平均去除率為82.3%。當(dāng)反應(yīng)器容積負(fù)荷為9 kgCOD/（m3·d）時，出水COD值為2 000 mg/L左右，COD平均去除率為75%。當(dāng)反應(yīng)器容積負(fù)荷為10 kgCOD/（m3·d）時，出水COD值為2 300 mg/L左右，COD平均去除率為70.9%。且當(dāng)反應(yīng)器容積負(fù)荷大于8 kgCOD/（m3·d）時，UASB出水水質(zhì)波動較大，這是因?yàn)楦呷莘e負(fù)荷對反應(yīng)器內(nèi)污泥造成一定程度的沖擊。反應(yīng)器提升至較高的容積負(fù)荷后，微生物所需要的適應(yīng)時間也會相應(yīng)的增長。本研究分別觀察了每次負(fù)荷提升后20 d的COD去除率變化，測試時間可能低于容積負(fù)荷為9 kgCOD/（m3·d）和10 kgCOD/（m3·d）時微生物所需要的適應(yīng)時間，導(dǎo)致COD去除率沒有恢復(fù)到較高水平。此外，UASB反應(yīng)器的最大容積負(fù)荷由反應(yīng)器內(nèi)異養(yǎng)微生物的污泥量決定。當(dāng)容積負(fù)荷為8 kgCOD/（m3·d）時，COD去除率最大，表明反應(yīng)器內(nèi)異養(yǎng)微生物數(shù)量（16 666 mg/L）與反應(yīng)器有機(jī)物負(fù)荷匹配度好。當(dāng)容積負(fù)荷大于8 kgCOD/（m3·d）時，反應(yīng)器內(nèi)有機(jī)物需要更多的異養(yǎng)微生物數(shù)量，造成反應(yīng)器內(nèi)COD的累積，導(dǎo)致COD去除率較低。因此，UASB處理DHA廢水的最大容積負(fù)荷為8 kgCOD/（m3·d）。在容積負(fù)荷8 kgCOD/（m3·d）時，進(jìn)水COD濃度為8 000 mg/L、出水COD濃度1 500 mg/L左右，可去除廢水中81%左右的COD濃度。

2.3 MBR處理DHA廢水試驗(yàn)研究

2.3.1 MBR的啟動及負(fù)荷提升

為了降低有機(jī)負(fù)荷的沖擊，試驗(yàn)采用低負(fù)荷進(jìn)水的方式啟動。啟動初期，采用生活污水對污泥進(jìn)行培養(yǎng)，HRT為24 h。這是由于生活污水具有較好的生化性。如圖4所示，5 d后，采用UASB反應(yīng)器出水與生活污水按一定比例混合進(jìn)水的形式提高進(jìn)水負(fù)荷，保持HRT不變。雖然COD去除率一開始有所下降，但繼續(xù)運(yùn)行20 d后，COD去除率逐漸增大，表明系統(tǒng)內(nèi)微生物已適應(yīng)新的環(huán)境。隨著進(jìn)水負(fù)荷的提升，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度不斷增大，COD去除率不斷提升。21 d后，MBR進(jìn)水完全為UASB反應(yīng)器出水，容積負(fù)荷達(dá)到1.5 kgCOD/（m3·d），且COD濃度保持穩(wěn)定，出水COD去除率維持在85%左右。啟動初期，出水中氨氮濃度較低，去除率可達(dá)90%以上。隨著反應(yīng)時間的增長，系統(tǒng)內(nèi)氨氮去除率逐漸上升，表明系統(tǒng)內(nèi)亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌數(shù)量增多，進(jìn)而增大氨氮的去除效率。

圖4 啟動階段MBR反應(yīng)器COD和氨氮去除率的變化

2.3.2 MBR處理DHA廢水效能分析

將UASB處理后的DHA廢水直接通入MBR反應(yīng)器，控制HRT為24 h，此時MBR容積負(fù)荷達(dá)到1.5 kgCOD/（m3·d）。MBR持續(xù)運(yùn)行30 d的結(jié)果如圖5所示。MBR膜出水COD相對穩(wěn)定，出水COD濃度在80 mg/L左右，COD去除率均在94%以上。MBR系統(tǒng)對DHA廢水中的氨氮同樣具有較好的去除效率，MBR出水氨氮為5 mg/L，氨氮去除率可達(dá)97%，這是因?yàn)樯镛D(zhuǎn)化和膜截留共同作用的結(jié)果。

圖5 MBR系統(tǒng)對COD和氨氮的去除

2.3.3 膜組件截留效果分析

為了區(qū)分生物降解和膜截留對MBR系統(tǒng)處理DHA廢水中的影響，試驗(yàn)采用一次性進(jìn)水的方式，選取一個反應(yīng)周期（24 h），每兩時取樣測量反應(yīng)區(qū)上清液和膜出水的COD濃度，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知，運(yùn)行過程中，MBR系統(tǒng)具有對DHA廢水較高的COD去除效率。在一個進(jìn)水周期內(nèi)，膜截留作用對COD去除率的波動較小，為80%~93%，而生化反應(yīng)去除率波動相對較大，為12%~76%。雖然MBR系統(tǒng)中微生物對廢水中有機(jī)污染物的降解起主導(dǎo)作用，膜起截留作用，但也不應(yīng)忽視膜截留對出水COD的去除影響。膜的截留作用可彌補(bǔ)微生物對COD去除的不足，從而使系統(tǒng)可以高效穩(wěn)定的運(yùn)行?？烧J(rèn)為膜截留作用與生化反應(yīng)對COD去除率成協(xié)同作用。正是由于這種互補(bǔ)關(guān)系，使得MBR系統(tǒng)出水保持穩(wěn)定。

隨著反應(yīng)時間的增長，增加了廢水中有機(jī)物與微生物的接觸時間，使系統(tǒng)內(nèi)部分難降解有機(jī)物得以去除，提高了廢水生物處理效率。由圖6還可以看出，運(yùn)行12 h后，微生物對有機(jī)物的去除率趨于穩(wěn)定，MBR出水穩(wěn)定在80 mg/L。MBR與傳統(tǒng)活性污泥法相比，具有較短的水力停留時間。這是因?yàn)檫\(yùn)行過程中未對系統(tǒng)進(jìn)行排泥，系統(tǒng)內(nèi)具有較高的污泥濃度，從而增加了廢水處理效率。但MBR系統(tǒng)的水力停留時間不宜過短，過短會由于廢水與微生物接觸不充分，影響系統(tǒng)的去除效果，從而降低MBR系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

圖6 不同反應(yīng)時間膜截留效果與COD去除率的比較

3 結(jié)語

鐵炭微電解工藝可有效降低DHA廢水中COD的濃度，并改善廢水的生化性能。當(dāng)pH為3，反應(yīng)時間為4 h，鐵炭比為3∶1，攪拌強(qiáng)度為250 r/min時，COD去除率為45%左右，BOD5/COD值由0.10提升至0.31。UASB反應(yīng)器的最大容積負(fù)荷為8 kgCOD/（m3·d），出水COD濃度穩(wěn)定在1 500 mg/L，COD去除率高于80%。UASB反應(yīng)器出水直接通入MBR，MBR的容積負(fù)荷為1.5 kgCOD/（m3·d），出水水質(zhì)穩(wěn)定，COD濃度為80 mg/L左右，氨氮濃度低于5 mg/L，滿足《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 343-2010）標(biāo)準(zhǔn)，同時可為實(shí)際工程提供參考。