缺氧_好氧法_新型外置膜生物反应器处理乳品废水研究_马安然

乳品废水主要来自于刷罐水、洗瓶水等废水，与地面冲洗水、厕所冲洗水及少量的生活污水。乳品废水中含有蛋白质、脂肪和碳水化合物等物质。目前国内外对于乳品废水的处理方法主要有活性污泥法、生物滤池法、生物接触氧化法和化学凝聚沉淀法等。目前，乳品加工废水等多采用生物处理工艺[1-2]。乳品加工废水的BOD5/COD大于0.5，属于生化性较好之废水，但是废水中污染物含量在同一天内的不同时间变化很大，这就要求污水处理设施具有较强的抗冲击负荷能力[3]。目前，将气液混合泵气浮系统应用于污水深度处理的研究较少，国内仅有高湘等开展了类似研究[4]。气液混合泵的吸入口可以利用负压作用吸入气体，无需采用空气压缩机。高速旋转的泵叶轮将液体与气体混合搅拌，无需搅拌器和混合器。泵内的加压混合，气体与液体达到高效混合，溶解率达80%～100%。气液体积比约为1:9（吸气量为8%～10%)。一台气液混合泵即可进行气液吸引、混合、溶解并直接将高度溶解液送至使用点。气液混合泵性能稳定低噪音、气液溶解效果好，可提高溶气液制取效率、省略辅助设备。利用气液混合泵在膜组件前曝气，在膜通道内形成气液混合流，有效增强膜过滤时的紊流状态，减轻膜污染。膜生物反应器（MBR）与缺氧-好氧法（A/O）工艺结合，可脱氮，对原水进行初步处理。1试验部分1.1装置与方法试验装置如图1所示。A/O+外置式MBR处理装置由有机玻璃制作，其中缺氧池体积20L，好氧池体积有效容积60L；缺氧池HRT为3h，好氧池HRT10h。待处理原水为乳品加工废水，由人工在污水池内配制。原水由原水进水口进入缺氧池，在缺氧池内进行反硝化和水解酸化，然后进入好氧池；气液混合缺氧－好氧法+新型外置膜生物反应器处理乳品废水研究马安然，李小利，赵继红（河南工业大学化学化工学院，河南郑州450001）摘要：利用缺氧-好氧法（A/O）+外置膜生物反应器（MBR）对乳品废水进行试验，MBR与A/O工艺结合，强化脱氮，利用气液混合泵曝气代替鼓风曝气。结果表明，气液混合泵充氧效率高、能耗低。进水COD和NH3-N、TN、TP质量浓度平均分别为994mg·L-1和38.7、76.3、8.8mg·L-1时，出水COD和NH3-N、TN、TP质量浓度平均分别为17.8mg·L-1和6.9、16、1.27mg·L-1，去除率分别为98.2%和82%、78.9%、85.7%。关键词：外置膜生物反应器；气液混合泵；缺氧-好氧法中图分类号：X792文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)10-0071-004收稿日期：2011-02-22基金项目：中科院知识创新工程重要方向项目（KZCX2-YW-421）；河南工业大学高层次人才基金（150329）作者简介：马安然（1981－），男，工学硕士；从事膜处理废水应用研究联系电话：18637157667；E-mail：maanran198182@163.com图1A/O+外置式MBR工艺流程Fig.1A/O+externalMBRprocess第37卷第10期2011年10月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.10Oct.,201171DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.10.019泵通过自身特殊设计吸入混合液和空气，然后进入膜组件进行过滤分离，过滤后的浓液经经循环液返回好氧池，膜组件清洗装置依据膜两侧压力，对膜组件进行清洗。以上程序循环进行。1.2膜组件与射流曝气器试验采用的陶瓷膜由南京某大学研制，膜管长500mm，外径31mm，通道内径4mm，通道数为19，膜孔径0.1μm。试验膜组件采用外置内压式错流过滤形式，膜通量为5～9L·h-1，配有膜组件清洗装置。气液混合泵采用25QYB-2型不锈钢自吸气液混合，扬程40m，体积流量2m3·h-1电机功率1.1kW。根据气液混合泵清水充氧数据（水深0.45m处，平均水温18℃）制得图2。由图2可得，ln[(ρs-ρt)/mg·L-1]（ρs和ρt分别为水中饱和时和t时刻的DO质量浓度）与充氧时间t的线性回归方程为ln[(ρs-ρt)/mg·L-1]=(-0.4218t/min)+3.565（R2=0.9661），即18℃时氧总转移系数Kla(18)=0.4218min-1=25.31h-1，20℃时Kla(20)=Kla(18)×1.024(20-18)=26.54h-1[5]。Kla是评价曝气器优劣的重要指标之一，Kla大，则氧从液相传递到气相所用的时间就短，单位时间内就可以将更多的氧转移到混合液中一定程度上能够起到降低能耗和减小HRT的作用[6]。1.3原水水质试验用水为人工配制的模拟乳品废水，采用的原料有CaCl2、奶粉、硫酸铵、硫酸亚铁、硫酸镁、磷酸氢钠等，