膜組件采用天津膜天膜公司的微孔過濾膜(MF),其性能指標(biāo)見表1。好氧反應(yīng)池有效容積為90L。

    1.2　試驗水質(zhì)

    試驗水質(zhì)見表2。

    由于鋼鐵廠廢酸中含有大量的FeSO4、Fe2(SO4)3及游離酸,故將其與廢水混合,可以起到一定的混凝作用。經(jīng)鋼鐵廠廢酸調(diào)節(jié)處理后,SS(懸浮固體)去除率為80%左右;色度去除率為30%~40%,氨氮(NH3-N)去除率為30%左右;COD去除率為30%左右,pH值可降低約4個單位,稍作調(diào)節(jié)即可用于生物處理。由于廢水水質(zhì)波動較大,在少數(shù)情況下,廢水經(jīng)鋼鐵廠廢酸預(yù)處理后,污染負(fù)荷依然相當(dāng)高,對膜生物反應(yīng)器中的好氧污泥沖擊較大,所以廢水在進入MBR之前,應(yīng)視廢水COD值,用膜生物反應(yīng)器的出水(也可用其它低濃度廢水)進行稀釋,以保證MBR的進水COD值維持在6000mg/L以下。

    1.3　分析項目及方法[1]

    COD　重鉻酸鉀法;

    BOD5　稀釋接種法;

    pH計　pH值;

    色度　視比色法;

    SS　重量法;

    氨氮　氨氮測定儀;

    電導(dǎo)率　電導(dǎo)率儀;

    DO(溶解氮)　溶氧儀;

    SV(污泥沉降比)/%　沉降法;

    MLSS(混合液中懸浮固體量)　重量法;

    微生物　光學(xué)顯微鏡檢測。

    1.4　污泥接種馴化與試驗啟動[2]

    取該集團污水處理站污泥,于好氧反應(yīng)器中進行接種培養(yǎng)馴化�？紤]到活性污泥的承受能力,開始階段,MBR進水稀釋倍數(shù)較大,水力停留時間(HRT)為90h;污泥運行10天后,調(diào)節(jié)HRT至45h,逐步縮短水力停留時間,增大進水濃度。運行過程中,投加尿素、Na2HPO4和葡萄糖作為營養(yǎng)物質(zhì)。

    1.5　運行參數(shù)

    在試驗運行過程中,MBR的運行參數(shù)見表3。

    經(jīng)過一段時間的試驗摸索,認(rèn)為最佳操作參數(shù)為水溫25℃;HRT18h;MLSS8g/L;DO2.8mg/L;pH值7.5~8.5。

    2　結(jié)果及討論

    2.1　MBR對SS的去除率

    由圖3可以看出,MBR進水SS含量為1.2~1.9g/L,MBR上清液SS濃度為0.4~0.9g/L,好氧活性污泥對SS的去除率為50%~70%;而經(jīng)過膜的截留過濾之后,大多數(shù)情況測不出SS,即MBR對SS的去除率接近100%。

    2.2　MBR對色度的去除率

    由圖4可見,MBR對色度的去除效果不是太好,僅為30%左右。這是因為廢水中含有的一些可溶性發(fā)色基團,在好氧反應(yīng)器中難以被微生物降解,而膜對這些物質(zhì)又沒有很好的截留效果,所以出水色度仍然偏高。

    2.3　MBR對NH3-N的去除率

    從圖5可以看出,MBR出水的NH3-N值在1mg/L左右,NH3-N去除率達(dá)到70%。這是由于MBR中的污泥泥齡長,利于世代時間較長的硝化菌生長,好氧池的生物脫氮效果較好。

    2.4　MBR系統(tǒng)COD去除效果分析

    對膜生物反應(yīng)器試驗系統(tǒng)穩(wěn)定運行80天期間的進水、MBR進水、MBR上清液、MBR出水的COD進行監(jiān)測,變化情況如圖6、圖7所示。

    對比圖6中的進水、出水濃度曲線和圖7中的去除率曲線可以看到,盡管進水COD波動較大(2500~6000mg/L),出水還是基本能保持在1000mg/L左右。MBR系統(tǒng)對COD的去除率為72%左右,其中好氧生物對COD去除率為55%左右,膜對COD去除率為17%左右。雖然膜對系統(tǒng)COD去除貢獻不是太大,但膜的良好截留作用保證了出水水質(zhì),特別是在MBR系統(tǒng)運行到20~30天和50~60天時,MBR系統(tǒng)因溶解氧過低而發(fā)生污泥膨脹,此時,膜對COD去除率的貢獻可達(dá)到35%左右。

    3　結(jié)論

    (1)利用鋼鐵廠廢酸對印染前處理廢水進行調(diào)節(jié)處理,SS去除率為80%左右,色度去除率為30%~40%,NH3-N去除率約為30%左右,COD去除率為15%~30%,且pH值降低約4個單位。

    (2)高濃度前處理廢水經(jīng)鋼鐵廠廢酸預(yù)處理的,再用MBR工藝處理,SS幾乎可以完全去除,色度去除率達(dá)30%左右,NH3-N和COD去除率均可達(dá)72%左右。出水水質(zhì)得到了較大幅度的改善,大大減輕了后續(xù)處理的壓力。

    (3)本試驗運行MBR最佳操作參數(shù)為T=25℃;HRT=18h;MLSS=8g/L;DO=2.8mg/L;pH=7.5~8.5。

    參考文獻:

    [1]　國家環(huán)境保護總局,水和廢水監(jiān)測分析方法編委會編.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002:88-211.

    [2]　薄國柱,曹國憑,姜登峰,等.厭氧復(fù)合反應(yīng)器處理退漿廢水的啟動研究[J].工業(yè)水處理,2006,26(10):67-69.