膜生物反應器工藝處理發酵類制藥廢水中試研究

摘要： 采用MBR工藝處理發酵類制藥廢水，通過逐步改變水力停留時間(HRT)，對反應 器進水和出水的COD、氨氮及MLSS、DO和膜壓等進行了連續監測，考察了處理效果。結果表明， 當進水COD為400～1 100 mg／L、氨氮為50～ll0 mg／L時，在MLSS為18 000～19 000 mg／L、HRT 從20 h逐步縮短到8 h的條件下，反應器對COD、氨氮仍有較好的去除效果，運行期間的去除率均 值分別為73％ 、93％ ；此外，濾膜工作和清洗周期正常，無損膜、堵膜現象。

關鍵詞： 制藥廢水； MBR； 污泥濃度

制藥廢水的水質和水量變化大、成分復雜、有機 污染嚴重、可生化性差，是一種難降解有機廢水 。 采用傳統處理工藝，不僅藥量大、能耗高、運行費用 高 且出水難以保證長期、穩定的達標排放。膜生 物反應器(MBR)具有處理效率較高、工藝流程短、 設備緊湊、占地面積較小、出水水質好等優點L 3 。 針對發酵類制藥廢水的特點，筆者從節能高效出發， 對MBR工藝處理發酵類制藥廢水進行了中試研究。

1 試驗裝置與方法

1.1中試裝置

中試裝置見圖1。

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廢水由高位水箱經平衡水箱進人MBR，高位水 箱容積為0．64 ITI 。在反應器中污染物經微生物降 解后，由抽吸泵將膜濾水抽出。MBR容積為0．4 ITI ，膜組件采用中空纖維濾膜，膜孔徑為0．1～0．4 Ixm，膜通量為0．328 m ／(m ·d)，運行方式為抽吸 12 rain、反沖3 rain。

1.2廢水水質

廢水取自某制藥廠廢水站，該廠主要生產潔霉 素、蟲草菌粉、中成藥等，廢水主要污染物為生物發 酵剩余的營養物質、生物代謝產物及少量丁醇等，其 COD為400～1 100 mg／L、BOD5為50～300 mg／L、 pH值為7．5～8．0、氨氮為50～1 10 mg／L。

1.3分析項目與方法

COD：重鉻酸鉀法；氨氮：納氏試劑光度法。

2 結果與討論

試驗從3月7日一5月9日，逐步改變反應器的水力停留時間(HRT)，對反應器進、出水 的COD、氨氮及MLSS、溶解氧、膜壓等進行連續監測，考察處理效果。

2.1污泥濃度隨運行時間的變化

試驗開始后的20多天，反應器污泥濃度為 9 000～10 000 mg／L；隨著運行時問的延長，約10 d 左右，污泥濃度逐步升至18 000 mg／L；繼續運行20 多天，污泥濃度基本維持在18 000～19 000 mg／L； 在之后的運行中，污泥濃度未持續增長，微生物增殖 和自身消化達到動態平衡。（見圖2）

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2.2溶解氧濃度隨運行時間的變化在試驗開始后的2 0?? d左右， 溶解氧濃度為4?m g ／ L左右； 隨后 1 0?? d左右， 溶解氧濃度降到3～ 3.5m g ／ L ； 繼續運行 2 0多天 ， 溶解 氧濃度逐漸降到0.5?m g ／ L左右； 之后， 溶解氧濃度降到0.2 m g ／ L左右，?反應器已處于缺氧狀態，見圖 3 。?

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2.3H R T的改變
為實現節能降耗、提高處理效率，中試將 MB R?的HR T從 2 0?? h逐步減至8?h ，考察隨污泥濃度的升高、溶解氧濃度的降低， M B R對發酵類制藥廢水的處理效果。試驗中， 3月 7日_2 4日， HR T為 2 0?? h ；3月 2 5?? E t 一4月 4日， H R T為 l 8?? h ； 4月 5日一9H， H R T為 1 4?? h ； 4月 1 0日 一 2 6日， H R T為 1 0?? h ； 4?月2 7日一5月 9日， H R T為 8?? h 。?
2.4對C O D的去除效果：MB R對 C O D的去除效果見圖 4 。?

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由圖4可知， 進水 C O D為4 0 0～ 1?? 1 0 0?? m s /L ， 出水 C O D為 1 2 0～ 3 0 0?? m g /L 。在試驗的最后 2 0多天，?進水 C O D濃度較前期低， 為4 0 0～ 7 0 0?? m g?/L ，出水C O D濃度也較前期低，為 1 2 0～ 2 2 0?? mg /L。可知，隨污泥濃度的升高、溶解氧濃度的不斷降低、H R T的逐漸縮短，MB R對 C O D的去除率并沒有降低，平均去除率保持在 7 3 ％，這說明高污泥濃度、低溶解氧狀態下的MB R工藝對 C O D的去除效果仍較好。?
2.5對氨氮的去除效果
MB R對氨氮的去除效果見圖5 。可知， 除個別測點外，進水氨氮濃度基本上在 5 0～1 1 0?? m g /L之間波動， 出水氨氮濃度大致為 2～1 5?? mg /L ， 經計算，整個監測過程中出水氨氮均值為4.9 7?? mg/ L ， 去除率均值為9 3 ％。試驗后期，溶解氧濃度降至0 .5?? m g /L?以下， 水力停留時間逐漸減至8?h ，對氨氮的去除率仍在9 5 ％以上，這說明高污泥濃度、低溶解氧狀態下的MB R工藝對氨氮的去除效果很好 。?

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2.6膜壓的變化
MB R運行期問的膜壓變化如圖 6所示 。?

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從圖 6可 以看出 ， 在 3月 7日一4月 1日試驗開始的前2 6?? d ， 膜壓均在0 ． 0 2 8?? MP a以下， 隨后膜壓有所上升， 延續一段時問后， 膜壓上下波動， 但沒有超過 0 ． 0 4?? M P a ， 濾膜運行正常。這表明， 采用 M B R?工藝處理發酵類制藥廢水， 高污泥濃度對濾膜正常工作沒有影響。在實際運行中， 當膜壓 > 0 ． 0 4 5?? M P a?后進行清洗， 清洗周期一般為3～ 4個月。

3 與現場實際工藝處理效果的對比
3.1出水水質
該制藥廢水現場主體工藝為兼? 好氧， 廢水量為2?? 0 0 0?? m/ ， 生化部分的 H R T為4 0?? h ， 最終出水C OD為 3 0 0～ 4 O O?? mg /L， 而中試出水 C O D<3 1 3 0?? m g /L，?對 C O D的去除率高于現場實際工藝。?
3.2技術經濟指標
技術經濟指標對比見表 1 。可知， MB R工藝的占地面積、H R T、運行費等均小于現場實際工藝， 技 術經濟指標優于現場實際工藝。?

表 1 技術經濟指標對比

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4 結論?
① 當污泥濃度為 1 8?? 0 0 0～】 9?? 0 0 0?? m g /L、HRT?為 8?? h時，MB R工藝對發酵類制藥廢水的處理效果仍較好，對 C O D和氨氮 的平均去除率分別為 7 3 ％、9 3 ％，與 H R T為 2 0?? h時的相當。?
② 在中試條件下，M B R工藝的污泥濃度基本維持在 180 0 0～ 1 90 0 0?? m g /L，后續運行未見明顯增長，這表明微生物增殖和 自身消化達到動態平衡。?
③ 采用 MB R工藝處理發酵類制藥廢水，在高污泥濃度下，無損膜、堵膜現象，濾膜工作正常、清洗周期正常。?
④ 采用 MB R工藝處理發酵類制藥廢水的效果優于現場的兼氧/好氧工藝， 值得推廣應用。?
參考文獻 ：?
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