UASB_膜生物反应器处理抗生素废水的研究_王国平

第29卷第9期2006年9月环境科学与技术UASB-膜生物反应器处理抗生素废水的研究王国平,邹联沛(上海大学环境系,上海200072)摘要:采用UASB-膜生物反应器对抗生素废水进行处理研究。结果表明,UASB具有很强的抗冲击能力,当UASB和膜生物反应器的容积负荷分别为10.9kgCOD/m3·d和4.62kgCOD/m3·d时,系统COD去除率仍有96.47%。污泥浓度对膜生物反应器的COD去除率有较大影响,当MLSS保持在3000～4000mg/L时,膜生物反应器COD去除率为85%左右,高于MLSS保持在7500～7800mg/L时为68%左右。在不排泥运行时膜生物反应器中MLVSS和MLSS比值比排泥运行时低。关键词:UASB;膜生物反应器;抗生素废水中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1003-6504(2006)09-0096-02膜生物反应器(MBR)是近年来一种迅速发展的废水生物处理技术。它是一种将污水的生物处理和膜过滤技术结合在一起的先进污水处理技术。它的优点是对有机污染物去除率高,出水中没有悬浮物,是唯一的对污水进行生物处理后出水无需消毒的工艺;污泥浓度高并且操作管理方便,易于实现自动控制[1]。膜生物反应器不仅应用于城市污水处理,而且还应用于难降解废水处理。抗生素是目前国内应用较多的生物制药,采用发酵工艺,通过微生物生命活动,将粮食等有机原料进行发酵、过滤、提炼而成,在生产过程中产生的废水COD及氨氮浓度高、色度大、硫酸盐浓度高、难于生物降解和具有生物毒性等特点[2]。本文采用UASB-膜生物反应器对抗生素废水进行初步研究。1材料与方法1.1试验装置与流程试验装置与工艺流程如图1所示,厌氧段采用内径为20cm,高2m的有机玻璃柱,有效容积为47.1L,中部装有60cm高的软性纤维填料及恒温加热装置。好氧段由高2m、直径为15cm的有机玻璃柱、0.25μm的一体式中空纤维膜组件组成,有效容积为26.4L,反应器中部放膜组件,组件下方设有穿孔管曝气,在供给微生物分解废水中有机物所需氧气的同时,在中空纤维膜表面形成循环流速以减轻膜面污染。原水由高位水箱经液位调节箱后进入UASB,UASB中水温保持35℃,并设有外循环装置,每隔2h循环一次,时间为5min,排除厌氧反应产生的气体,防止污泥上浮脱节。经厌氧反应去除部分污染物后,废水进入好氧反应器,然后经膜组件截流过滤出水。1.2试验用水试验用抗生素废水取自上海某制药厂抗生素发酵车间,COD为34598～36895mg/L,pH为3.5～4.6,外观为橙黄色,有特殊的抗生素臭味,并有大量菌丝体。试验时先将废水自然沉降48h,后取其上清液用自来水稀释至所需浓度,并用碳酸钠将pH调整到中性。1.3分析项目及方法进、出水的COD,以及混合液悬浮固体(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)的测定方法均采用标准方法[3]。2试验结果与讨论2.1不同污泥浓度对好氧反应器出水水质的影响试验采用COD浓度为800mg/L左右的UASB出水作为好氧反应器的进水,废水在好氧反应器中的水力停留时间为7.5h。前一个月连续不排泥,MLSS保持在7500～7800mg/L,后一个月每天排出污泥1.5L,MLSS保持在3000～4000mg/L。由图2、3可以看出,在进水浓度相差不大的情况下,当MLSS保持在3000～4000mg/L时,上清液和出水COD均低于MLSS保持在7500～7800mg/L时的情况;当MLSS保持在3000～4000mg/L时,生物去除率和膜生物反应器总去除率分别维持在80%和85%左右,均高于MLSS保持在7500～7800mg/L时的63%和68%左右。这说明MLSS对COD的去处效果有较大影响,其原因是由于F/M值太低,进水COD不足以维持反应器中污泥微生物的生长需要,内源呼吸加剧,使大量微生物死亡,而死亡微生物细胞壁的某些组分和粘液层物质很难降解,这样就会导致上清液COD上升。另外微生作者简介:王国平(1979-),男,在读硕士,主要从事水污染治理方面的研究,(手机)13817084384(电子信箱)wangguopi@163.com。96··DOI:10.19672/j.cnki.1003-6504.2006.09.039物细胞在代谢过程中产生大量溶解性微生物代谢产物(SMP),SMP是生物处理出水中溶解性COD的主要组成部分,在各种进水浓度下,SMP浓度占出水总TOC浓度的83%以上,这也是导致上清液COD上升的原因之一[4]。从试验还可看出,在两种不同的MLSS下运行时,上清液COD浓度比出水COD浓度高很多,这主要是上清液中高分子量的SMP对COD的贡献较大,而膜的截留作用只能允许一定分子量的物质通过,因此出水COD浓度较低,这