膜生物反應器處理醬油廢水的試驗研究
膜生物反應器處理醬油廢水的試驗研究
引 言
醬油在我國有著悠久的生產歷史，隨著醬油工業的發展，醬油生產廢水的排放量逐年增長。目前，我國醬油生產企業每年排放的廢水接近5×107m3。醬油廢水的水質和水量隨其產品種類、制作工藝及季節的不同而有較大的變化。醬油廢水具有色度大、沖擊負荷變化大、污染物成分不穩定、有機物濃度高、生化處理工藝污泥產量高等特點，是一種較難處理的工業廢水。雖然處理醬油廢水的方法很多，但目前還沒有特別有效的保證出水水質的處理方法。
近年來，膜生物反應器(MBR)由于處理效果好、占地面積少等優點受到污水處理界的關注。膜與生物處理工藝結合的膜生物反應器已有40多年的歷史。膜生物反應器技術最早出現于酶制劑工業。1968年，Wang等成功地運用膜生物反應器制取了酶制劑，之后，膜生物反應器在酶制劑工業中的應用研究不斷發展。近年來，隨著膜制造技術的進步、膜質量的提高和成本的降低，膜生物反應器在污水處理及回用領域的應用越來越廣泛，膜生物反應器更具實用價值，其在國外已進入實際應用階段。而在我國，膜生物反應器在污水處理領域的研究起步較晚，目前尚處于研究階段。
膜生物反應器主要由膜組件和生物反應器兩部分組成。根據膜組件與生物反應器的組合方式可將膜生物反應器分為分置式和一體式兩類。分置式動力費用高，并且由循環泵高速旋轉產生的剪切力可能使某些微生物菌體失活。一體式膜生物反應器能有效克服分置式的缺點，且結構形式也較分置式更為緊湊。
本文采用一體式膜生物反應器處理醬油生產廢水，旨在探討膜生物反應器處理醬油生產廢水的可行性及處理效果，為膜生物反應器的推廣應用提供依據。
1 試 驗
1.1 試驗流程
試驗裝置由3個系統組成:生物反應器系統，曝氣系統和循環抽吸系統。試驗流程為:醬油生產廢水進入生物反應器；在循環泵的作用下，儲水箱中的水經射流器循環；反應器中經生物處理后的水通過膜組件進入射流器，隨循環水一起噴入儲水箱，并從儲水箱的溢流口排出，見圖1。
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1.2 主要設備
1)生物反應器。反應器由有機玻璃制成，主體部分尺寸為800mm×350mm×700mm，有效容積210L。
2)膜組件。采用天津膜天膜工程技術有限公司生產的FP2t型中空纖維簾式膜組件。試驗系統使用四片膜組件，膜面積為1m2/片，膜孔徑為012μm，其性能參數見表1。
2 試驗結果與分析
試驗所用廢水為某食品公司的醬油生產廢水，污泥取自該公司廢水處理站內的氧化溝。當反應器內MLSS達到3500mg/L時進行測試。
2.1 進水濃度對出水COD的影響
試驗結果顯示，進水濃度對出水COD的影響較小。進水COD在500～1200mg/L之間波動時，膜生物反應器均能保證比較穩定的出水水質，見圖2。分析原因可能是，膜的高效分離作用使系統維持了較高的污泥濃度，從而強化了生物反應器的處理效果，增強了系統的抗沖擊負荷能力。
2.2 溶解氧對COD去除的影響
反應器中溶解氧的量直接影響活性污泥的生長情況。溶解氧是通過單純擴散方式進入微生物細胞內的，混合液需要有足夠多的溶解氧以保持強大的擴散推動力，才能將微生物好氧分解所需的氧“注入”微生物細胞體內。好氧性細菌進行有氧呼吸，以分子氧作為生物氧化過程的電子受體，環境中溶解氧濃度太低時，好氧性細菌便會因缺氧而影響其呼吸速率。
但若曝氣量過大，又會造成活性污泥自身分解，變得松散，嚴重時污泥上浮，不僅不能使COD去除率升高，反而會下降。如果不及時處理污泥上浮，將會嚴重影響系統運行。因此，通過試驗研究膜生物反應器中DO對各項污染指標去除效果的影響，可以確定合適的曝氣量，對于節省處理系統的運行費用、降低處理成本具有重要意義。
由圖3可知，曝氣池中溶解氧維持在215～310mg/L時，系統對COD的去除率最高。反應器中溶解氧過高或過低均會使系統對COD的去除率下降。
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