A2O-MBR系统在焦化废水处理过程中膜污染的影响 8页

A2O-MBR系统在焦化废水处理过程中膜污染的影响关键词：膜污染，曝气强度，磁通，焦化废水。摘要。用A2O-MBR混合流程处理焦化废水，膜污染的控制已成为影响系统的长期稳定运行的重要因素。在本文的实验报告，主要集中在膜的这套混合动力系统的结垢和尝试对曝气强度和流量对膜污染的影响。结果表明，膜组件运行的最佳参数为：曝气0.2m³／h，膜通量11.5L/（m2·h），并与清洗膜组件可以保持长期稳定的运行维护措施。工程简介大量的焦化废水是炼焦、高温干馏、煤气净化和回收等过程中产生的，含有挥发酚、多环芳烃、氧、硫、氮杂环化合物等特点，以及高COD值、高酚值和高含量的氨氮。因此，焦化废水是很难处理的。当它未经处理而排放时，它会引起严重的环境问题，危及人体健康。到目前为止，A2O工艺处理焦化废水是最有效且应用广泛的方法之一。然而，这一过程的出水很难达到国家污水综合排放标准。膜生物反应器（MBR）是将生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新技术，已经开始应用于废水处理，近年来取得了良好的效果。因此，A2O-MBR组合工艺在这次研究中被提出，利用膜过程的优势来进一步改善出水水质。在运行过程中，膜污染的控制是决定该系统能够稳定、高效的运行很长一段时间的关键因素。操作参数和这个联合系统的膜污染是本研究的重点。n材料与方法材料。本实验采用人工混合水，化学药品的使用和剂量被列于表1。设备。整个系统由厌氧反应器（有效容积为28L，完全混合），缺氧反应器（有效容积为14L，完全混合）、好氧反应器（有效容积42L，完全混合）和浸没式膜生物反应器（15L，完全混合）（图1）。膜组件置于曝气池系统，水通过溢流进入组件。膜生物反应器底部有曝气膜表面冲洗，出水采用蠕动泵液位计控制，该系统具有反控制抽停比。泵和MBR系统停止循环10min，每6h为自动反冲洗周期，清洗时间为6min，水的量大约是出水流量的1.5倍。反冲洗系统配备了两个定时器，反洗过程是由定时器控制电磁阀。当它是反冲洗，出水管道将被关闭，而反冲管路和反冲泵将开放。反冲洗系统还具有反冲洗水箱。从MBR系统污泥回到好氧池是由定时器控制，并通过计量泵来实现的，方式是间歇式。管底部设有止回阀，防止系统虹吸现象。处于起步阶段的接种污泥是从呼和浩特辛辛板污水处理厂的曝气池里的活性污泥。污泥的质量很好，其浓度约为3000mg／L。中空纤维膜组件由聚偏氟乙烯（yuanlinkai，中国），总面积0.24平方米，0.1μm正常孔径测试中使用的。将膜组件浸没在15Ln可变曝气强度混合液，以及膜过滤采用跨膜压力为-0.03兆帕的抽吸泵(BT100-2J)进行。恒流量过滤持续90天。分析。对污染物的分析方法见表2。间歇过滤试验。该实验的目的是两类。首先，试验分别用0.1m³/h，0.2m³/h和0.3m/h的曝气强度连续运行了2天。然后，测试在不同通量下（21，17.5，15，13和11.5L/（m2·hn））运行了3天。在这些情况下观察和比较膜污染的趋势。确保在所有的实验中，膜组件的状态和性能几乎是相同的，每次实验后清洗去除污垢和膜组件浸入0.03%次氯酸钠溶液中24h获得渗透率超过96%。结果和讨论曝气强度对膜污染的影响。结果表明，首先TMP增长率下降，然后当膜组件曝气强度提高后增加（表3）。当系统的曝气强度采用0.1m³／h，膜污染迅速上升，达到5.25kpa/d，说明曝气强度0.1m³/h对膜污染速度的影响效果低劣。由于曝气量不足，反应器内混合液流速缓慢。曝气和水流相结合形成的空气流具有小的剪切力，对膜表面沉积的污泥膜没有影响。当系统运行0.2m³／h的条件下，TMP增长率是最低的。以0.1m3/h的曝气强度相比，在这种条件下溶解氧水平较高，符合有氧环境中的硝化细菌的需要。当系统采用0.3m3/h曝气强度，虽然在此条件下反应器中的混合液体循环速度的增加，膜污染控制是微不足道的，因为在0.2m³/h曝气强度已不能满足对膜的泥饼清除侵蚀强度。混合溶液的性质及污泥颗粒受影响大的曝气强度影响，以及TMP上升率略高于0.2m³／h。综上所述，连续运行条件下，0.2m3/h曝气强度对膜污染的控制较好。膜通量对膜污染的影响。该系统在5个不同的膜通量条件下分别运行3天，增加的TMP的情况如图2所示。从图中可以看到，随着膜通量的下降，尤其是从17.5L/（m2·h）调整到15L/（m2·hn），TMP增长率明显下降，TMP读数的每个周期的时间也推迟了。当使用11.5L/（m2·h）的膜通量时，压力值出现，直到系统运行1天。随着流量的减小，5组的TMP分别是6kPa／d、4.67kPa／d、1.33kPa／d、1kPa/d和0.67kPa／d。从结果表明膜组分对膜通量的影响是明显的，当系统在较大流量时，膜污染迅速增加。当系统的膜通量从17.5L/（m2·h）到15L/（m2·h）变化时，TMP增长率明显下降，因此膜临界通量介于15~17.5L/（m2·h）之间。在5组不同流量条件下，膜通量小的情况下，膜污染状况良好，考虑到实际生产需要，应选择最佳膜通量为15L/（m2·h）。n膜组件的实际操作。上面的图表显示TMP和膜通量在一段时间内系统运行过程中的变化情况（图3）。图表明当膜污染的加剧时，TMP的成分随时间逐渐增加，但膜通量减小；系统设定每6h自动水力反洗6分钟，膜通量可以恢复到一定程度。在实验开始时，反冲洗可以减少约50%的TMP，然后反冲效应逐渐减少。膜生物反应器的曝气强度在第八天时增加。由于曝气强化效果，在一定程度上减缓了膜污染速度；组件在曝气约十一天时，由于对系统及时补充的疏忽，出水停止。恢复后出水TMP显着下降，但很快回到0.018MPa。膜组件TMP超过0.02MPa时，膜通量下降量约初始通量的30%，TMP也迅速增加。在完整的十五天里TMP上升达到超过0.03MPa，然后组件将被移除进行化学清洗，清洗方法是采用0.03%次氯酸钠洗12h。清洗后TMP下降到0，膜通量完全恢复。如图所示，在这样的操作下系统的膜污染状况良好，有适当的维护和清洗措施，系统可保持长期稳定运行。n结论在本研究的实验条件下，低曝气强度不利于缓解膜污染速率；高曝气强度对反应器内流体的特性有一定的影响，并对膜污染的改善效果是下降，而不是上升；连续操作条件下，对膜的最佳曝气强度是0.2m³/h。系统的膜临界通量是15～17.5L/（m2·h）。在试验条件下，膜通量小的情况下，膜污染情况良好，考虑实际运行中水的生产要求，试验应选择最佳的膜通量为15L/（m2·h）。反冲洗对膜组件的通量恢复有一定的影响。随着运行时间的增加，冲洗效果逐渐降低。膜污染更严重的情况下，反冲洗时间应适当延长；化学清洗对组件有良好的影响效果，清洗后的流量可以完全恢复。致谢这项工作是由国家自然科学基金资助的中国（）和内蒙古大学的学生创新计划的。参考文献[1]Y.Ren,C.H.Wei,C.F.Wu,etal.Environmentalandbiologicalcharacteristicsofcokingwastewater.ActaScientiaeCircumstantiae.Vol.27(2007),p.1094-1100.[2]M.Zhang,T.J.Hwa,Q.Yi,etal.CokeplantwastewatertreatmentbyfixedbiofilmsystemforCODandNH3-Nremoval.WaterResearch.Vol.32(1998),p.27-30.n[3]P.Yang,B.Wang.ReviewofTreatmentofCokingWastewaterbyBiologicalMethods.EnvironmentalProtectionofChemicalIndustry.Vol.21(2001),p.144-149.[4]N.O.Yigit,N.Uzal,H.Koseoglu,etal.Treatmentofadenimproducingtextileindustrywastewaterusingpilot-scalemembranebioreactor.Desalination.Vol.240(2009),p.143-150.[5]W.T.Zhao,X.Huang,D.J.LEE.Useofsubmergedanaerobic–anoxic–oxicmembranebioreactortotreathighlytoxiccokewastewaterwithcompletesludgeretention.JournalofMembraneScience.Vol.330(2009),p.57–64.[6]S.Chakraborty,H.Veeramani.EffectofHRTandrecycleratioonremovalofcyanide,phenol,thiocyanateandammoniainananaerobic–anoxic–aerobiccontinuoussystem.ProcessBiochemistry.Vol.41(2006),p.96–105.[7]X.X.Pan,H.J.Huang,C.H.Feng,etal.RapidDeterminationofThiocyanateinCokingWastewater.CoalChemicalIndustry.Vol.152(2011),p.15-18[8]Y.X.Ge,Z.L.Zhu.SourceofmembranefoulingofMBRanditscleaningtechnologyprogress.CleaningWorld.Vol.21(2005),p.24-29.