膜生物反應器在餐飲廢水處理中的應用
用膜為單通道管狀陶瓷膜,通道支撐體為多孔陶瓷材料,無機膜(AL2O3)鍍在通道內表面,膜基本參數見表1,膜過濾采用錯流流程,即活性污泥混合液主體沿軸向流過膜面,而過濾出水沿徑向通過膜面。
工藝流程如下圖:
南京該大酒店餐廳廢水,主要來自西餐廳和中餐廳,富含高分子脂類及其衍生物為主的油類和呈飯菜碎粒、不溶性蛋白、纖維質及淀粉質態的非溶解性有機物,可生化性能良好。由于餐廳廢水是間歇式排放,故水質、水量有很大的波動,各項水質指標如表2。
處理效果
膜生物反應器的進出水水質指標見表3可以看出,長達近一個季度的運行時間內,膜生物反應器對餐飲廢水處理效果較好,而且運行穩定,完全滿足污水綜合排放標準(GB8978-96)的一級標準,還可達到中水回用水質標準。
污泥濃度對膜通量的影響
污泥濃度(MLSS)是影響膜通量的重要因素之一。高的MLSS可以保證有機負荷高峰期的出水水質,且在低峰期污泥可以進行自身消化(內源呼吸) 。污泥濃度增加,會導致污泥粘度的增大、通量下降,阻礙氧氣的轉換,從而影響污泥的流動性和分離性能。實驗中發現:膜通量與污泥濃度呈線性關系:J=一14.44MLSS+215.56。
膜面流速對膜通量的影響
膜面流速對于膜通量來說,增加膜面流速,可以減小由濃差極化而產生的凝膠層的厚度,從而減少了膜的過濾阻力,延緩和防止了膜的堵塞,維持了一個穩定的膜通量。從圖可以看出膜通量并不是隨著膜面流速的快速增加而快速增大,而是到后來趨于平緩,由此可以看出,膜面流速并不是越高越好。所以在運行中,應當綜合考慮能耗等各方面因素,予以優化處理。
膜堵塞的原因, 主要有以下幾點:
(1)膜內表面MLSS升高,微生物內源呼吸加劇,由于缺氧、污泥厭氧呼吸而使得膜表面積累一層黑色物質,這層黑色物質多為死細菌及其殘留物,而且,微生物內源呼吸后產生20%的殘留物質是難降解的;
(2)細菌外聚合物(EPS)逐漸提高對膜表面造成污染。EPS是由多糖類,蛋白質,糖蛋白質,脂蛋白質和微生物體內的其他大分子物質組成。它們形成粘性基質,將細胞粘附在膜表面上,并且使生物膜保持在一起。EPS的提高使得在膜表面形成凝膠層,使通量下降;
(3)膜面堵塞的主要物質為微生物正常代謝產生的粘性多肽分子和蛋白質分子等,含有活性基團的大分子物質可能與金屬離子如Ca2+、Mg2+、Fe3+等相互作用而在膜表面形成凝膠層。
膜的清洗方法一般根據膜的性質和處理液的性質來確定。無機膜的分離對象是活性污泥混合液。生物反應器中的微生物對餐飲業廢水中的有機物降解是一個動態、連續的過程。餐飲廢水中的營養成分主要是油、淀粉、蛋白質等,經過微生物的分解、吸收作用,將其轉變成能量和自身的一部分。微生物正常代謝會產生粘性多糖類物質、粘性多肽分子和蛋白質分子等. 細菌死亡后,這些物質一部分可被其它微生物所利用,一部分可能存在于活性污泥混合液中。同樣,來自餐飲廢水的少量無機鹽也會部分被細菌等微生物攝人,剩余部分也存在于活性污泥混合液中。這些殘留在污泥混合液中的成分,最終到達膜表面,形成了堵塞膜的凝膠層。因此,確定膜的清洗方法為:
(1)先用自來水沖洗膜的表面,除去膜表面上的污泥和懸浮物;
(2)用1%的次氯酸鈉浸泡0.5h,自來水沖洗。用來除去膜表面的凝膠層;
(3)然后用1%的醋酸浸泡0.5h,自來水沖洗;
(4)最后用1%的氫氧化鈉溶液,調節pH值為中性。
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