AnMBR-Fenton-SBR組合工藝處理竹制品廢水的研究.pdf

1、近年來(lái)，竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，其工藝過(guò)程中所產(chǎn)生的竹制品廢水（BIWW）引發(fā)了一系列環(huán)境問(wèn)題。竹制品廢水具有有機(jī)物濃度高(COD20000-50000mg/L)、pH值低(2.5-5)、帶有一定色度等特點(diǎn)。針對(duì)這些特點(diǎn)，本研究設(shè)計(jì)了厭氧膜生物反應(yīng)器（AnMBR）-Fenton-序批式生物反應(yīng)器(SBR)組合工藝來(lái)對(duì)竹制品廢水進(jìn)行處理試驗(yàn)。
　　 在AnMBR處理階段，反應(yīng)器啟動(dòng)總共經(jīng)歷160天，在水力停留時(shí)間（HRT）為5d的條件下容

2、積負(fù)荷(OLR)最終達(dá)到了4.4kgCOD/m3.d。啟動(dòng)完成后，COD去除率達(dá)到91％，厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度由8000mg/L上升到15000mg/L。啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)膜組件進(jìn)行過(guò)一次清洗，但仍無(wú)法阻止膜污染程度的加重，啟動(dòng)結(jié)束后膜阻由4.0×1012m-1增至2.3×1013m-1。
　　 HRT對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行效果有一定的影響。反應(yīng)器對(duì)COD及NH3-N的去除效果在HRT為5-10d時(shí)較接近，去除率分別在92-94％和55-60

3、％。而當(dāng)HRT降至2d時(shí)，反應(yīng)器運(yùn)行效果明顯降低，COD和NH3-N的去除率分別降至82％和40％。試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)反應(yīng)器采用連續(xù)慢抽出水方式時(shí)，其對(duì)COD和NH3-N的物理截留效果相對(duì)于間歇快抽出水有明顯的提高，在HRT5d的條件下分別可以達(dá)到45％和60％左右。經(jīng)凝膠滲透色譜(GPC)分析，隨著運(yùn)行HRT的上升，出水有機(jī)物的分子量逐漸減小，表明較高的HRT有利于AnMBR中生物降解和膜截留作用的進(jìn)行。
　　 采用N2對(duì)膜組

4、件進(jìn)行清洗，通過(guò)預(yù)試驗(yàn)得出最佳N2通入量為40L/h，持續(xù)時(shí)間為20min。在不同HRT下的運(yùn)行過(guò)程中對(duì)膜組件進(jìn)行清洗，結(jié)果表明N2沖刷對(duì)減緩膜污染狀況有著一定的效果，然而當(dāng)HRT降至2d時(shí)，跨膜壓差(TMP)上升幅度大大提高，即使采用N2定期清洗，膜的TMP在7天之后仍然達(dá)到50kPa，不利于膜組件的長(zhǎng)期運(yùn)行。掃描電鏡-能譜(SEM-EDX)分析表明，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行之后，由于無(wú)法得到充分清洗，膜組件上部膜污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
　　

5、 對(duì)反應(yīng)器進(jìn)出水進(jìn)行GC-MS分析，發(fā)現(xiàn)竹制品廢水中的有機(jī)物以長(zhǎng)鏈烷烴類物質(zhì)為主。經(jīng)過(guò)AnMBR處理之后，苯類物質(zhì)成為了出水中主要的副產(chǎn)物，與此同時(shí)在出水中也檢測(cè)出少量的胺類物質(zhì)和氟代物。
　　 經(jīng)AnMBR處理之后，竹制品廢水中的有機(jī)物得到一定的降解，然而其COD濃度依然高達(dá)1600-1700mg/L。與此同時(shí)，AnMBR出水還具有較高的色度以及較低的可生化性(BOD5/COD=0.13)。針對(duì)這一特性，進(jìn)一步采用Fento

6、n-SBR組合工藝對(duì)其進(jìn)行處理。
　　 在Fenton處理階段，采用正交試驗(yàn)法對(duì)Fenton反應(yīng)的操作條件進(jìn)行優(yōu)化，以使有機(jī)物得到部分降解的同時(shí)能夠盡可能地提高廢水的可生化性。通過(guò)對(duì)不同試驗(yàn)組的TOC去除率以及BOD5/COD值進(jìn)行測(cè)定，得出最佳Fenton反應(yīng)條件如下:[H2O2]=52.9mM、[Fe(Ⅱ)]=7.9mM、pH=4.0、1h的反應(yīng)時(shí)間以及在室溫條件下進(jìn)行反應(yīng)。在該條件下的Fenton出水TOC去除率達(dá)到了76

7、％，BOD5/COD上升至0.50。
　　 在SBR處理階段，主要研究了缺氧-好氧反應(yīng)時(shí)間以及HRT對(duì)處理效果的影響。結(jié)果表明，當(dāng)SBR以缺氧反應(yīng)4h+好氧反應(yīng)6h的模式進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，其處理效果最佳，最終的COD、NH3-N和色度的去除率分別達(dá)到93％、98％和98％。通過(guò)改變SBR工藝的HRT可知，TOC、COD、NH3-N、TN和色度的去除率均隨HRT的下降而降低，而當(dāng)HRT≥1.5d時(shí)，SBR出水水質(zhì)達(dá)到了國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。