MBBR处理回用高温聚氯乙烯母液废水的研究

给水排水V35增刊MBBR处理回用高温聚氯乙烯母液废水的研究刘天顺1黄鹏2秦松岩3(1天津市市政工程设计研究院,天津300051;2国家城市给水排水工程技术研究中心,天津300074;3天津理工大学环境科学与安全工程学院,天津300191)摘要采用小试规模的移动床生物膜反应器(MBBR)处理高温聚氯乙烯(PVC)母液废水,试验结果表明,在反应器进水温度为30～60℃、设计流量为12L/h、HRT14h时,出水CODCr≤30mg/L,温度对MBBR水处理系统净化功能存在着一定的影响。关键词聚氯乙烯母液移动床生物膜反应器(MBBR)高温聚氯乙烯(PVC)母液废水是重要污染产物,给环境造成极大的污染[1];PVC母液废水因其水量大、温度高(60～70℃)、有机物浓度低(CODCr100～350mg/L)及硬度低的特点,使其具有回用价值,但处理回用难度较大[2,3]。移动床生物膜反应器(MBBR)具有效率高、能耗低等诸多优点[4,5],应用于废水处理,受到国外研究者的广泛重视,在国外已有用于易降解废水处理的工业应用[6～8],但其处理高温废水的鲜见报道。本文研究了MBBR对30～60℃的PVC母液废水的处理情况,以期为MBBR处理高温工业废水提供借鉴。1材料与方法1.1PVC母液废水水质全部试验用水取自天津某化工股份有限公司PVC生产车间离心母液池,PVC母液废水排放量为2000m3/d左右,温度为65～70℃。PVC母液废水水质及废水成分分析见表1。由表1可以看出,PVC母液废水CODCr及氨氮低,TP微量,为软水,pH呈中性,沉降性差,有毒性,有难降解物质,可生化性较差(BOD/COD为0.1～0.3)。1.2试验装置本研究的试验装置见图1。为进行平行对照,共设两组同样的试验装置。PVC母液废水先经过均衡调节池,由计量泵打入好氧MBBRs。MBBRs由反应器主体、曝气系统组成。主体采用三级MBBR串联,有效体积0.17m3。悬浮载体填充率为20%(V/V),HRT为14h,设计流量为12L/h。水量与气量分别由计量泵和转子流量计控制。反表1PVC母液废水水质及废水成分分析项目浓度项目浓度pH6.5～8.5氯乙烯VCM/mg/L84CODCr/mg/L100～350有机硅/%0.007SCOD/mg/L100～300PVA/%0.001BOD5/mg/L10～30HPMC/%0.002NH3—N/mg/L7～16氯离子/%0.003浊度/NTU60～100其他无机阴离子/%0.002TP(以P计)/mg/L微量异十二烷/%—SS80～160邻苯二甲酸二乙酯/%0.015Mg2+/mg/L8.424,42亚异丙基二酚/%0.008Ca2+/mg/L3.24二乙基已醇/%—pH6～9图1试验装置示意应器底部曝气,气相与水相交替为同向和逆向。1.3高温处理试验装置的启动在常温下,以设计流量1/2,即6L/h,连续进水挂膜,HRT为28h。5d后开始逐步增大流量,直至达到设计负荷。当PVC母液的CODCr去除率达到70%,认为启动完成。从30℃升到60℃,以2～5℃为升幅,每做一次温度调整,观察5～10d,使生物膜逐渐适应新环境。废水在曝气池中停留时间为24h,DO>2mg/L。驯化后,将反应温度分别固定在55℃、45℃、35℃,考查反应器处理效果、HRT、曝气量等因素的影响,研究生物膜生长规律,并纵向ol.2009247给水排水V35增刊比较温度的影响。1.4分析方法CODCr、NH3—N、TP、SS检测方法为国家标准检测方法。DO检测采用便携式溶解氧测定仪;pH检测采用pHS230型pH计;SS和VSS的测定用重量法,载体上的生物膜经振荡和机械剥离后测SS和VSS;TOC测定采用岛津TOC2VCPH型总有机碳测定仪(配备SSM25000A型固体样品燃烧装置);生物膜厚度测定采用OLYMPUSBH2光学显微镜。2结果与分析2.1高温下CODCr的去除效果55℃,45℃,35℃温度下反应器进出水CODCr变化如图2所示。由图2可见在进水CODCr相当的情况下,45℃出水最好,平均出水CODCr为28.23mg/L,比35℃平均出水CODCr(49.27mg/L)低了42.70%,比55℃平均出水CODCr低了52.71%。35℃、45℃、55℃平均出水CODCr去除率分别为67%、82%、62%。生物膜在45℃时去除率接近常温20～30℃时去除率,结合产泥率降低,说明此时生物体活性增高。在40℃时CODCr去除率普遍有一个下降点,其后略有回升,表明微生物菌群在该温度有明显的变化,即有中温菌向高温菌的过渡。图2进出水CODCr随温度变化2.2高温下出水浊度的变化图3反应了不同温度影响下的浊度。由图3可以看出,随着温度的升高,MBBR出水浊度