电渗析-厌氧膜生物反应器处理含甘油高盐废水

96中国海洋大学学报2019年很快恢复。运行30d后,AnMBR出水水质保持在250mg/L以下，达到了95%以上COD去除效L•bDUVGOoL•bDUVGOo35003000­2500­2000­1500­1000­500-时间Time/dIEAOUIO.IIEAOUIO.IQOUQOUO<建刑GooGoooooooOoooooO1987651987655图4AnMBR出水COD浓度及COD去除率Fig.4EfluentCODconcentrationandCODremovalinAnMBR反应器运行过程中，AnMBR系统pH基本保持7.00以上（见图5）,表明反应器运行期间没有出：重酸，一直保持微生物存的L反应动期间出水中VFA成分和数pH波动的原因主要是由于VFA的积累和利用。在反应开始启动的1〜5d,反应器中VFA不断上升，最高达到大约2200mg/L。此时正对应反应pH快速下降的过程。此阶段反应器受冲击,甲烷菌的活性下降，因此VFA略有积累。此时反应器葡萄物,VFA种类酸、丙酸、丁酸分子酸为主，尤其酸含量，占据VFA产量的65%以上。第10天之后,VFA至400mg/L以下,甲烷菌活复，相应COD去除率升高，达到85%以上。25天甘油为底物，反应VFA浓度上升至300mg/L左右，其原因在于底物转变造成500-2000­1500-1000-51015202530运行时间Time/d8.58.07.5H6.56.0图5AnMBR中pH和VFA成分和变化Fig.5pHandVFAchangesinAnMBR微生物不适应，代谢不彻底。在第25〜35天内，VFA含量基本在200〜500mg/L之间波动$物有葡萄变为甘油对污水处理和甲烷菌活性影响不大。甘物时，有机酸产物以丙酸为主，乙酸丁酸的比例相对。这与丙酸是甘解的主要产物有关。据报道，厌氧条件下甘油先轻基丙。随轻基丙酮在条件下酸丙酮酸盐，最终丙酸等VFA+,。VFA尤其是丙酸的积累会的限速步骤，抑制产甲烷菌活性口011。在反应器运行期间，跨膜压差（TMP）变化如图6所示。反应器运期（第5〜8天）跨膜压差上升很快，第8天即达到0.040MPa,并在随后第8〜11天内达到稳定在0.040〜0.043MPa。这个规律符合一般MBR反应器中的膜律,其原因在于膜有3个阶段+23：（1））阶段:小颗粒物质附着膜表面,造成膜塞。该过程膜通量速,跨膜压快速升高。（2）缓慢阶段：膜表面不断吸附悬I，并形成滤饼层。此阶段跨膜压上升较慢。（3）跨膜压快速上升阶段:此阶段滤饼层被压实，膜速增。在第16天和第24天对膜线清洗，清洗膜达到第二阶第三阶段。在化学清洗后，跨膜压差分别从0.043和0.040MPa恢复到0.035和0.032MPa。证明，化学清洗能有效控制AnMBR膜的，降低跨膜压0.030-0.040-ra\□□□U:□\1//\//匚□□:□'d□”/\\□V0.035-图6AnMBR跨膜压差变化Fig.6TMPchangesinAnMBR以甘油为底物的AnMBR反应器内部混合液COD与透过液的COD，其图7所示。反应溶解性COD从1043mg/L降至307mg/L,与此同时，膜透过液的溶解性COD从615mg/L降至153mg/L。说明膜对溶解性COD也有截留作用,其截留41%〜81%。8期李腾飞，等：电渗析-厌氧膜生物反应器处理含甘油高盐废水97图7AnMBR第24〜35天内反应器中混合液溶解性COD与膜透过液COD比较Fig.7ComparisonofsolubleCODandeffluentCODonday24〜35inAnMBR6%盐度以上的条件，甘油只降解了24%。另外，液相色谱数据显示,在甘油减少的过程中,有其他醇类物质生成。根据Biebl等口勺的报道，甘油可能在1,3-丙二醇脱氢酶的作用下，在厌氧环境中首先被还原，生成3-轻基丙醛，然后转化为1,3-丙二醇。5000040000计35000-30000-45000—■—对照组Blank-•-2%CaCl2-A^6%CaCL-^4%CaCL-^8%CaCL25000-20000L024除此以外,AnMBR处理有机废水的优势还在于有机物资源化，即在污水处理的同时将有机物转化为甲烷。对AnMBR运行期间收集的沼气成分进行分析,以葡萄糖为底物时，其CH4与CO2分别占7&30%和21.70%，而以甘油为底物时，CH4与CO2分别占80.42%,19.58%。这说明在AnMBR系统中，甲烷比例高于58%的理论计算数值。在甘油为底物时,An­MBR的比产甲烷速率平均为0.252LCH4/g甘油。该值与Hutnan等+47报道的未经酸化的粗甘油比产甲烷率0.328L/gCOD以及Vlassis等+57采用CSTR反应器降解甘油时比产