厌氧膜反应器处理制药厂废水实验

收稿日期:２０１９－０５－３０ꎻ修订日期:２０１９－０７－２０作者简介:黄贞岚(１９６５－)ꎬ女ꎬ本科ꎬ研究员ꎬ研究方向为工业有机废水处理ꎮ第３７卷第４期２０１９年８月江西科学ＪＩＡＮＧＸＩＳＣＩＥＮＣＥＶｏｌ.３７Ｎｏ.４Ａｕｇ.２０１９ｄｏｉ:１０.１３９９０/ｊ.ｉｓｓｎ１００１－３６７９.２０１９.０４.００５厌氧膜反应器处理制药厂废水实验黄贞岚ꎬ付嘉琦ꎬ麦兆环ꎬ吴九九(江西省科学院能源研究所ꎬ３３００９６ꎬ南昌)摘要:制药厂高浓度有机废水采用自主设计的膜－厌氧反应器进行厌氧消化和膜过滤实验ꎬ观察制药废水ＣＯＤ去除效果和ＣＯＤ容积负荷ꎬ实验结果表明ꎬ膜－厌氧反应运行稳定ꎬ产气量高ꎬ出水水质较好ꎬＣＯＤ去除率最高达９９.４％ꎬＣＯＤ容积负荷最高达到２５ｋｇ/ｍ３１实验装置与方法１.１实验材料实验废水:该废水来自某制药厂废水ꎬ该厂产品主要是小诺霉素ꎬ生产工艺采用发酵法ꎬ废水属高ＳＳ、高浓度有机废水ꎬ废水中含有发酵过程中微生物产生的其他代谢产物ꎬ其废水性质见表１ꎮ表１废水水质指标ＣＯＤｃｒ/ｍｇ程不断进行ꎬ反应器里微生物大量增长ꎬＣＯＤｃｒ去除率增加ꎬＣＯＤ去除率由２７％提高到９９.４％ꎬ当进料ＣＯＤ为４３３０ｍｇ/Ｌ时ꎬ出水ＣＯＤｃｒ为２６ｍｇ/Ｌꎮ实验结果表明ꎬ自主设计的厌氧膜反应装置具有较好的有机物去除率ꎬ其主要原因是:一方面是膜能够截留污泥及大分子的有机物等ꎬ从而降低出水的ＣＯＤ浓度ꎻ另一方面ꎬ膜能够截留大量微生物ꎬ因而提高了微生物对制药废水及中间代谢产物的降解效率ꎬ使出水水质得到大幅度提高ꎬ明显好于传统工艺的处理出水水质ꎬ比原制药厂的厌氧出水(出水浓度在２２００~４４５ｍｇ/Ｌꎬ该数据由厂家提供)浓度较低ꎮ表２进料和出料的ＣＯＤ监测及ＣＯＤ去除率计算结果时间进料ＣＯＤｃｒ/ｍｇ为０.２ｇ/Ｌꎬ进入运行稳定期ꎬ在第１５７天反应器内底部污泥浓度为３０.１ｇ/Ｌꎬ由于反应器膜的过滤ꎬ污泥被截留下来ꎬ减少了反应器内污泥流失ꎬ污泥浓度高反应器内的微生物就多ꎬ则有利于有机物的降解ꎮ２.５膜污染控制与膜清洗方式在膜运行一段时间以后ꎬ膜孔内会不可避免地被污染物堵塞ꎬ导致膜通量逐渐下降ꎬ并使泵的抽吸水头增加ꎬ影响膜的使用寿命[６]ꎬ为了减轻膜污染ꎬ本实验从厌氧膜结构设计、调节进水水质、选择膜材料、优化操作参数[７]方面来考虑ꎮ２.５.１厌氧膜结构设计一般认为ꎬ增加曝气强度和错流速度能够减轻膜污染[８]ꎮ江西省科学院能源研究所自主设计的反应器能够产生大量的沼气和混合液快速上升ꎬ增加沼气和混合液强度和错流速度ꎬ对膜表面进行冲刷ꎬ起到减缓膜污染ꎮ与好氧曝气相比ꎬ不需要用曝气方式冲刷膜ꎬ具有能源消耗低的处理方法ꎮ２.５.２调节进水水质进水中的有些纤维状的杂质容易造成膜丝的缠绕ꎬ导致有效过滤面积降低ꎬ膜面的冲刷效果下降ꎬ通常需要增加预处理设施以去除这些杂质ꎮ本实验使用的制药厂废水预处理为沉淀池ꎬ沉淀可将大部分悬浮物沉淀去除ꎮ２.５.３膜材料的选择不同材质的膜抗污染能力具有明显的差异ꎮ实验对比了ＰＳＦ、ＣＡ和ＰＶＤＦ膜的抗污染能力ꎬ发现ＰＶＤＦ膜的污染趋势最小ꎮ本实验选用抗污泥能力强的ＰＶＤＦ材料的膜ꎮ２.５.４优化操作参数膜通量是决定膜运行周期的重要因素ꎬ一般膜通量越低ꎬ膜污染发展越缓慢ꎮ但为了降低膜的投资成本ꎬ通常不会采用很低的通量值ꎬ而是选则一个合适的通量条件ꎬ既可以降低膜的使用面积和投资成本ꎬ也不会导致膜污染发展过于迅速ꎮ本研究稳定运行期膜通量设定为６.５Ｌ