膜生物反应器(MembraneBioreator,MBR)是近年来国内外研究与应用发展比较迅速的一种废水处理新技术[1,2],国内外已有膜生物反应器处理毛纺印染废水的研究[3~5],但较高的基建与处理费用阻碍了其进一步的发展和实际应用.因此,降低MBR系统的复杂性,克服膜的污染与堵塞,提高膜通量是能否将MBR尽快投入实际应用的关键.针对毛纺印染废水的特点与MBR存在的问题,本研究采用生物膜厌氧反应器和膜生物反应器组合工艺对毛纺印染废水进行了试验研究,并开发出一种新型低能耗的膜生物反应器)))重力出流式膜生物反应器.它是利用生物反应器内液位水头的重力驱动连续出水,省去传统的出水抽吸泵及复杂的气或水反冲洗设备,既保留传统一体式MBR的优点,又可提高膜通量,降低膜污染.
1 试验条件与方法
1.1 试验系统
试验系统主要由高位水箱!厌氧反应器!好氧反应器!膜组件单元及曝气单元组成(图1).厌氧反应器容积12L,内装填料;重力出流式膜生物反应器的好氧反应器最大容积25L,曝气量012~016m3/h,膜单元采用中空纤维微滤膜,材料为聚偏氟乙烯(PVDF),孔径为0122Lm,总面积0118m2.试验系统的厌氧反应器主要作用是通过水解酸化,破坏染料等有机物的分子结构,以利在后续好氧条件下进一步降解,达到最终去除的目的.本试验系统处理毛纺印染废水运行133d,分2个阶段进行:第1阶段为系统运行初期的前15d,厌氧反应器未启动,只对毛纺印染废水进行好氧处理;第2阶段从第16天开始连接并启动厌氧反应器(厌氧HRT在215~5h),进行完整的厌氧2好氧MBR处理过程.
112 废水水质及运行参数
本试验废水取自北京某毛纺厂污水站经过015mm筛板筛滤后的毛纺印染废水.该废水组分复杂,含有染料!染化助剂!毛料漂染过程产生的各种污染物.试验运行期间原废水的水质情况列于表1.
试验研究中分析项目主要有pH!温度!污泥浓度(MLSS)!溶解氧(DO)!COD!色度!浊度等.测定方法均采用相应的国家标准方法.试验污水处理量(Q)为25~85L/d;好氧反应器的运行参数详见表2.除取样外,MBR系统不额外排泥,如果把取样所排出的混合液作为排泥计入污泥龄,则实际的污泥龄在200d?50d.
2 结果与讨论
211 处理效果与出水水质试验系统对毛纺印染废水处理效果的平均值列于表3.
由表3可见,COD的去除率平均达8013%,出水COD平均值为37mg/L.在本试验运行的同期,毛纺厂废水处理车间的常规生物处理工艺对COD去除率平均为42%,由此可见,本系统对COD去除率明显高于现有废水处理车间,平均高出3813%.北京市中水水质标准及建设部颁布的生活杂用水水质标准(CJ2511289)的COD浓度为50mg/L,本系统在70多d的连续运行中COD的平均值仅为37mg/L,明显优于该标准.试验系统的COD进出水浓度变化见图2.