厌氧—好氧移动床生物膜工艺处理冰淇淋废水的试验研究

l8环境工程2003年2月第2l卷第1期厌氧一好氧移动床生物膜工艺处理冰淇淋废水的试验研究季民任智勇(天津大学环境科学与工程学院．天滓300072)董广瑞(中国市政工程华北设计研究院．天津300074)宋亚文(北京市政工程设计研究总院，北京100045)杨造燕(天津大学环境科学与工程学院，天津300072)摘要研究了厌氧污泥复合床．好氧移动床生物膜反应器串联工艺，处理冰淇淋生产废水的工艺性能和影响因素。试验结果表明，在进水COD。浓度平均为3000mg／L，厌氧反应器容积负荷7～20kg／m~·d，好氧反应器容积负荷1～5md，系统总水力停留时间13、l一28h的条件下，该串联工艺的COD总去除率大干90％。关键词冰淇淋废水厌氧．好氧移动床生物膜反应器1引言冰淇淋的生产工艺以巧克力、奶油、乳品等高油脂、高蛋白为原料，产品生产过程中还大量添加食用色素。冰淇淋废水呈粉红色，富含蛋白质、脂肪等大分子有机污染物，CODo浓度在2000—12000mg／L之间。污水储存一段时间后，水中会产生大量乳白色油渣。冰淇淋生产废水的处理在国内外文献中报道较少，曾有挪威某乳品公司。运用好氧移动床生物膜法处理牛奶废水的研究报道，当进水COD容积负荷为12kg／m·d时，CODQ去除率可达到85％。在此以厌氧污泥复合床．好氧移动床生物膜反应器串联工艺，对处理某食品有限公司冰淇淋生产废水时的工艺性能及其影响因素进行了研究。结果表明该厌氧．好氧串联工艺处理冰淇淋废水，具有体积负荷高，水力停留时间短，处理效率高，出水水质稳定的特点。2试验装置与方法试验原水为天津某食品有限公司的冰淇淋生产废水，其COD，平均浓度为3000mg／L。采用“厌氧污泥复合床．好氧移动床生物膜反应器”的串联处理工艺。试验装置及工艺流程见图1。厌氧污泥复合床(UASCB)用有机玻璃柱制作，直径100mm，有效高度700mill，有效容积5、5L，该UASCB的下部2／3区域为污泥床，上部1／3区域为填料床。填料直径10nlIll，高10mm，壁厚0．6—0．9mm，用聚丙烯复合材料注塑；填料的比重0．90．95，空隙率83％，堆积密度120．0kg／ms，比表面积500m／rn3，其中圆柱体内比表面积为260m／rn3。厌氧反应器在常温下运行，试验期间的温度变化范围在l2—27cI=之间。好氧移动床生物膜反应器(MBBR)是个矩形池体，平面尺寸250mm×150mm，有效水深480mm，好氧MBBR中投加的填料与UASCB中的相同，投加量为反应器有效容积的50％。好氧MBBR底部设置微孔曝气头，通过鼓风曝气供给生物膜微生物需要的氧，并使得附着生物膜的填料在反应器中呈有规律的循环流动状态。反应器出水口处设置拦截筛网，以阻止填料流失。试验过程中主要检测项目为：进出口水COD、pH、水温，以及填料上的生物膜量、厌氧反应器中污泥量，反应器混合液悬浮生物量等。水质测试方法均为标准方法。3试验结果与讨论3．1系统的启动好氧MBBR的启动主要是指填料的挂膜，MBBR的好氧接种污泥取自天津市纪庄子污水处理厂，污泥活性良好。好氧MBBR采用排泥法进行生物挂膜。将污泥与填料静态接触24h，起到接种微生物的作用，然后将污泥全部排掉，在曝气状态下连续进不含污泥的污水。这时少量污泥截留附着于填料表面，并摄取废水中的营养物，经45d后，填料内表面已形成一层好氧生物膜。镜检可发现膜基中含有大量的菌胶团，钟虫活动能力很强，1周后，外表面出现生物膜，显示好氧挂膜成功。该方法挂膜迅速，操作方便，维普资讯http://www.cqvip.com环境工程2003年2月第21卷第1期l9图1厌氧复合床一好氧移动生物膜床反应器串联工艺试验流程图形成的膜活性也高。厌氧污泥复合床启动的主要影响因素有废水的性质、接种污泥情况、启动运行条件、环境条件、反应器类型等。本试验的厌氧污泥取白天津市纪庄子污水处理厂消化池。在试验初期，首先进行厌氧污泥的静态间歇培养方式，控制温度为30～35℃，pH6．8～7．4。每天弃去上清液，并投加人工配制的COD，为4000mg／L的葡萄糖营养液。经过1周的培养，厌氧污泥的体积指数由最初的10％提高到40％。这时再投入占厌氧污泥复合床体积比为1／3的厌氧污泥，同时投加体积比为3％、粒径小于0．4mm的活性炭颗粒(为了加速颗粒污泥的形成)。在UASCB中，逐步加入原水进行驯化，启动时COD有机负荷控制在0．1～0．3kg／kg。d。由于厌氧微生物很难产生多糖类物质，而且生长缓慢，因此使得厌氧微生物的挂膜较之好氧更为困难。而微生物在好氧条件下能够迅速繁殖，同时生成多糖类产物，在较短的时间内可在填料上形成生物膜。这种带有好氧生物膜的填料，在厌氧条件下，不会完全脱落，而是在填料上形成一层膜基，它有利于厌氧性微生物的