1、第圆7卷第3期圆园园8年6月天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕允陨晕孕韵蕴再栽耘悦匀晕陨悦哉晕陨灾耘砸杂陨栽再Vol.27 No.3June 2008膜生物反应器处理石化橡胶废水的试验研究崔晓芳袁 周静搏袁 范云双袁 戴海平渊天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室袁天津 300160冤摘要院使用膜生物反应器渊MBR冤技术对齐鲁石化橡胶厂现有污水处理厂的出水及其酸化池出水进行了进一步处理袁并对膜生物反应器的产水应用活性炭吸附过滤的方法进行了深度处理. 试验证明袁MBR+活性炭吸附的工艺能够将其处理至COD60mg/L 以下.关键词院橡胶废水曰膜生物反应器曰活性炭中图分类号院
2、TS102.528.1曰X783.3 文献标识码院 A 文章编号院 员远苑员原园圆源载渊圆园园8冤园3原园园93原园3StudyontreatmentofrubberwastewaterbymembranebioreactorCUIXiao-fang袁 ZHOUJing-bo袁 FANYun-shuang袁 DAIHai-ping渊KeyLaboratoryofHollowFiberMembraneMaterialandMembraneProcessofMinistryofEducation袁 TianjinPolytechnicUniversity袁 Tianjin300160袁 China
3、冤Abstract院 AdoptingmembranebioreactortotreatrubberwastewaterfromthewastewatertreatmentplantofQiluPetri鄄factionCorporation袁 andusingactivecarbontotreatitfurther.TheresultsshowthattheaccessofMBRwithactivecarboncanreducetheCODoftherubberwastewaterbelow60mg/L.Keywords院 rubberwastewater曰 MBR曰 activecarbo
4、n收稿日期院 2008-03-26作者简介院崔晓芳渊1980要冤袁女袁硕士研究生曰戴海平渊1964要冤袁女袁研究员袁导师.E-mail院齐鲁石油化工橡胶厂是以生产合成橡胶为主的国有大型石油化工企业袁主要产品有丁苯橡胶尧顺丁橡胶等.该厂橡胶生产废水排放量约为150m3/h.这种化工废水含有较高浓度的有机物袁多数是未凝聚的低分子聚合物以及部分具有环状结构难以生物降解的有机物袁如苯系物尧阻聚剂尧引发剂尧扩散剂尧调节剂尧凝聚剂等.由于水质复杂袁可生化性又差袁处理难度较大1袁2.其COD为300600mg/L袁BOD5为300400mg/L袁 氨氮为5060mg/L.本试验在要求该厂排放废水COD小于6
5、0mg/L的前提下袁对该厂现有污水处理厂的二沉池出水和二沉池出水与水解酸化池出水混合液使用MBR+活性炭吸附技术进行了进一步处理.1 实验部分1.1 实验用水该厂现有污水厂的处理工艺如图1所示.MBR实验污水采用其二沉池出水渊A冤和二沉池出水与水解酸化池出水的混合液渊B冤 .其水质指标见表1.1.2 实验装置自行设计一体式膜生物反应器袁采用UPVC材料图1 橡胶厂原污水厂工艺流程Fig.1 Flowchartofexistingwastewatertreatmentplant生物活性剂水解酸化池 曝气池 反硝化池 二沉池 三沉池絮凝剂鼓风机污泥回流排海厂来水表1 实验用水水质Tab.1 Ind
6、exesofrawwaterquality水质指标 pH BOD5 /（mgL-1） COD/（mgL-1） NH3-N/（mgL-1）A 6.57.0 1020 85120 5B 6.57.0 3050 110170 510PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 天津工业大学学报 第27卷制造袁外形尺寸为500mm伊300mm伊1000mm袁有效容积为120L.内置帘式膜组件袁膜组件为天津膜天膜科技有限公司生产的PVDF中空纤维微滤膜袁膜孔径为0.2 滋m袁过滤面积为1m2.活性炭吸附装置为敞口尧底端多孔的圆柱状容器袁容器底面直径约5cm袁高约30cm袁活性炭填充高
7、度约20cm.具体如图2所示.1.3 操作条件和方法MBR实验接种污泥直接取自现有污水厂曝气池回流污泥.装置中的各组件采用模块化设计袁采用PLC自动控制系统控制连续运行袁 处理水量为240L/d袁水利停留时间为12h.取实验用水至储水罐袁 由进水泵将其打入MBR池袁污水在池中经微生物降解后袁在出水泵的抽吸作用下由膜过滤得到出水.由液位控制器控制进水泵以及产水泵的开停以保持反应器的液位袁并保证膜组件浸没在水中.池内设置加热器及温度控制仪袁将MBR池内的温度控制在27 益左右.采用微孔曝气器进行曝气袁一方面提供微生物分解有机物所需的氧气袁另一方面可在膜表面造成一定的紊动袁减缓污泥在膜表面的沉积袁曝
8、气量可由空气流量计进行调节袁保持膜生物反应池中的溶解氧量为34mg/L.由于MBR试验的水样含有许多悬浮物袁为了更好地说明膜生物反应器的生化作用对该污水的处理效果袁 除了对实验装置的进水及产水进行COD的测试袁 还测试了用滤纸过滤后的进水的COD.即使用中速滤纸过滤进水袁 滤出足以满足测试要求用量的水样袁进行测试.活性炭吸附实验不连续运行袁只进行了2次测试.测试中袁在吸附柱中填充燕山牌YSH-14型颗粒状活性炭曰测试时使500mL水样由上至下流过袁停留时间保持在120s左右.在活性炭吸附稳定性的实验中袁使10L水样连续通过200g颗粒活性炭袁分别对过滤前和过滤0.5L尧3.5L尧7.0L尧10
9、.0L后的水样COD 进行了测试.1.4 测定项目及方法pH尧温度尧溶解氧渊DO冤尧BOD5尧COD尧NH3-N尧MLSS等均采用标准方法3测定.2 结果与分析MBR实验连续进行35d袁膜组件的膜通量一直稳定在10L/渊m2窑h冤袁跨膜压差没有变化袁膜未经过任何清洗.2.1 MBR对A水样COD的去除特性试验期间袁 每天对MBR进水尧 滤纸过滤后的进水尧产水的COD进行了测试.测试结果如图3所示.由图3可见如下情况院渊1冤水样经滤纸过滤其悬浮物后的COD与MBR产水的COD相差不多袁 即在此期间生化作用对去除COD的贡献并不大袁仅靠膜的过滤作用去除了少量的COD.其实二沉池总出水剩余的污染物均
10、为聚合物以及部分具有环状结构的难以生物降解的物质袁生化性已经很差袁故膜生物反应器对该废水的生物强化处理效果并不理想.渊2冤在运行过程中污泥浓度一直在下降袁 考虑原因可能是二沉池出水的碳源袁 氮磷浓度都比较低袁污泥缺乏营养袁再加上溶解氧略有偏高渊4mg/L左右冤袁使污泥中部分微生物死亡袁其解体分解后也可能导致COD略有升高.渊3冤在实验过程中按比例投加了少量配制好的尿素和磷酸二氢钾的混合溶液.但是效果并不明显袁可能是由于进水BOD过低袁且投加量稍多袁导致碳氮磷比例失调袁这些氮磷营养不但未被污泥利用袁反而使COD有些升高.2.2 MBR对B水样COD的去除特性由于原有工艺的二沉池出水BOD5很低袁
11、 生化性较差袁 考虑向其中混入少量酸化池水 渊COD在400图2 试验装置Fig.2 Installationofexperiment产水产水罐鼓风机产水泵产水管路活性炭吸附柱膜吹扫管路曝气管路膜生化反应池储水罐膜组件溢流管路进水图3 MBR对A水样的去除效果Fig.3 MBRremovalofCODconcentrationforrawwaterA300250200150100500 0 1 2 3 4 5 6 7进水COD纸滤进水COD产水COD测试时间/d94- -PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 第3期500mg/L冤袁能加入碳源袁提高其可生化性.向二沉
12、池产水中以1 颐 10的比例混入酸化池水袁 并在处理效果逐步好转的情况下增大混合比例袁混合液的COD由原来的100mg/L左右提高到了110170mg/L袁在此运行过程中加入了少量的活性磷作为营养源.COD去处效果见图4.由图4可见袁 在营养比例较为合适的情况下袁处理效果得到显著的提高袁COD 能达到70mg/L 以下袁COD的去除率在40%50%.在此过程中袁活性污泥浓度呈上涨趋势渊由787mg/L升高到2200mg/L冤.效果明显得到提高.其原因是虽然水解酸化池出水的引入使MBR进水的COD有所提高袁但是水解酸化池出水的BOD5 比较高渊400600mg/L冤袁其较好的生化性带动了原来的难
13、降解物质的降解.但在后期袁 混入酸化池水的比例提高后袁产水COD升高到了7080mg/L袁可能是由于混入的酸化池水氨氮偏高影响了表观COD.2.3 活性炭过滤对产水COD的去除特性两次试验分别称为试验一和试验二袁结果见表2.由表2可见袁进水水样中的可溶性大分子污染物的浓度比较高,经活性炭吸附过滤后水样的COD在40mg/L以下袁 说明活性炭的吸附对其去除作用非常明显袁初步试验表明袁MBR+活性炭过滤工艺可使橡胶厂废水达标排放渊COD60mg/L冤袁是一种可行的工艺.2.4 活性炭吸附能力稳定性测试对过滤前和过滤0.5L尧3.5L尧7.0L尧10.0L后的水样COD进行测试的结果见表3.由表3可
14、见袁200g的活性炭在过滤该水样超过3.5L时袁吸附能力就开始逐渐下降了袁但是下降趋势并不明显袁在以达标排放为目标的处理过程中袁即使活性炭有吸附能力减弱的趋势袁对处理效果的影响并不明显袁活性炭的稳定性还是比较可靠的.3 结 论本试验得到如下结论院渊1冤 MBR工艺处理二沉池污水效果并不理想袁但对二沉池和水解酸化池出水混合液的处理效果较好袁COD达到6070mg/L.如果对原有的水解酸化池进行进一步的优化 渊原水解酸化池运行状态不佳袁 死泥多冤袁采用MBR直接处理水解酸化池的产水袁应该能取得更好的处理效果.渊2冤水样中可溶难降解的大分子物质较多袁 活性炭吸附过滤作用对降低MBR 产水的COD起到
15、了显著的作用.渊3冤要想达到橡胶厂生产废水处理后COD在60mg/L以下的排放标准袁 需用活性炭吸附工艺对MBR处理出水作进一步深度处理.渊4冤 MBR+活性炭工艺有利于后期废水的资源化再利用工程的实施.参考文献院1 尤作亮袁蒋红花袁李新运.橡胶废水的有机成分及其去除特点研究J.上海环境科学袁1996袁15渊4冤院25-27袁30.2 薛慧峰袁赵家林袁赵旭涛袁等.丁苯橡胶废水中有机物的定性分析J.分析化学简报袁2006袁34渊9冤院141-144.3 国家环保局叶水和废水监测分析方法曳编委会.水和废水监测分析方法M.3版.北京院中国环境科学出版社袁1989.图4 MBR对B水样COD的去除效果
16、Fig.4 MBRremovalofCODconcentrationforrawwaterB表2 活性炭过滤试验COD测试结果Tab.2 ResultsforCODtestofwaterfromactivecarbon水样 试验一 试验二MBR进水COD/(mgL-1) 129.42 106.09MBR产水COD/(mgL-1) 62.91 70.56活性炭过滤后COD/(mgL-1) 38.24 24.33表3 活性炭吸附测试Tab.3 Adsorptiontestofactivecarbon取样阶段 0L 0.5L 3.5L 7.0L 10.0LCOD/(mgL-1) 128.50 4.98 6.27 11.9 12.23503002502001501005000 1 2 3 4 5 6 7进水COD纸滤进水COD产水COD测试时间/d8 9 10崔晓芳袁等院膜生物反应器处理石化橡胶废水的试验研究 95- -PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建
