EGSB + SPMBR深度处理高浓度豆制品类废水的研究
摘要：采用EGSB + SPMBR组合工艺深度处理豆制品废水。试验表明：EGSB和SPMBR工艺均具有抗冲击能力强，容积负荷率高,有机物去除率高等特点。EGSB在厌氧消化作用下，对高浓度有机物的去除起到主要贡献，为后单元的运行提供了良好条件，SPMBR在进一步深度降解有机物，系统稳定运行方面发挥着重要作用，两者的有机结合，获得理想的有机物去除率。EGSB在中温（32～370C）条件下，容积负荷达10kg/m3.d，有机物去除率在85%以上，总氮去除率在35%左右；SPMBR在环境温度甚至低于150C的条件下，仍获得有机物去除率在95%以上，出水COD值均低于50mg/L，氨氮去除率在35%左右，总氮去除率在30～60%之间。
关键词：厌氧膨胀污泥床反应器;浸没式平板膜生物反应器;豆制品废水;深度处理
Research on of the advanced treatment of high strength soybean processing wastewater with EGSB +SPMBR reactor
Abstract: In this paper, Expanded Granular Sludge Bed process and SPMBR process were integrated to treat soybean waster water, and the efficiency of this integration process was investigated. The results showed that both EGSB and SPMBR process had the features of good impact-resistance ability, high volume load and high level of organics removal, etc. Due to anaerobic digestion in EGSB process, even waste water containing a large amount of organic substances could be degraded to a lower level, which made it suitable for the further treatment. SPMBR was right for deep degradation, and played an important role in maintaining the stability of whole system. Integration of these two processes reinforced the efficiency of wastewater treatment, and high organic removal efficiency could be obtained. During ESGB phase in the temperature of 32～370C, the volume load of the EGSB reached 10 kg/m3.d, the organics removal could reached above 85%, and the removal of NH3-N was about 35%. In the following phase, the effluent of EGSB entered SPMBR for further treatment. The treatment results showed that even in the lower temperature of 150C, higher quality effluent could be achieved. The organic removal was above 95%, NH3-N removal was about 35%, and T-N removal was in the range of 30% ~ 60%, COD value of effluent was below 50mg/L.
Keyword: Expanded Granular Sludge Bed; submerged plate membrane bioreactor; soybean processing wastewater; advanced treatment
食品工业废水是我国水体重大污染源之一，也是我国水污染防治的重点。豆制品废水有机含量高，COD一般在10000~20000 mg/L[1]，而且N、P含量也较高，直接排放对水体危害严重。随着环境成为人们越来越关注的话题，城镇污水处理厂污染物排放标准的进一步提升，迫切需要对现有技术的升级和优化，满足更优的出水水质。
厌氧膨胀污泥床反应器(Expanded Granular Sludge Bed，简称EGSB)是一种20世纪80年代后期在上流式厌氧污泥床反应器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket，简称UASB)的基础上研究开发的第三代高效厌氧反应器，具有占地面积小、抗冲击能力强等优点[2]，广泛应用于处理各类高浓度有机废水。
浸没式平板膜生物反应器（submerged plate membrane bioreactor，简称SPMBR）是将平板膜技术与污水生物处理技术相结合的工艺[3-5]。该工艺采用浸没式的方式，所用膜为平板膜。其特点是平板滤膜对微生物的有效截留，促使生化池内能承受较大的有机负荷。在高浓度的活性污泥环境下，膜对难降解大分子有机物的有效截留，随着活性污泥浓度的累积提高，微生物在好氧环境下新陈代谢，对生化池内有机物进行更彻底的消耗；同时滤膜能有效截留世代周期长的硝化菌，使系统具有更高效的硝化能力和氨氮去除率，保证最终出水达到排放要求。平板膜主要特点是稳定性好，抗污染能力强，清洗更换方便等。
EGSB厌氧工艺和SPMBR好氧工艺是目前先进的生化处理工艺，均具有占地面积小，容积负荷率高，抗冲击能力强等特点。本试验通过EGSB+SPMBR工艺处理豆制品废水的研究，主要考察了系统CODcr,BOD5,NH3-N,T-N的去除情况，为深度处理废水提供技术路线，为进一步深入研究提供理论依据和技术支持。
1 材料与方法
1.1 废水来源与水质
所用豆制品废水采用碾磨黄豆得到豆浆，加水稀释配比得到，废水组分与豆制品企业排放废水基本相同。试验过程中，CODcr浓度在1000～12000mg/L,BOD5/CODcr在0.45～0.75之间。
1.2试验装置与流程
EGSB+ SPMBR工艺流程如图1所示，两台试验装置均由研究所自制。EGSB反应器采用有机玻璃加工而成，高200cm，直径25cm，容积为98L，反应器外层包裹循环水管和泡沫保温材料组成的保温层，保温层循环水来自于由温控仪和热源构成自动温控系统的恒温水槽，反应器内部温度经过自动温控水浴加热控制在32～37℃；SPMBR好氧膜生物反应器由有机玻璃反应器，平板膜组件，及机电设备和控制系统组成，反应器容积96L，采用 PVDF平板膜，膜面积1m2，最大处理水量200L/d。
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| 图1 工艺流程图 |
1.3实验启动与运行
EGSB接种污泥取自市政污水处理厂污泥浓缩池污泥，经过沉淀去除上清液，接种污泥浓度12.69 g/L，反应器内接种污泥量为总有效容积的1/3。EGSB反应器的启动与驯化同时进行，采用低负荷启动，启动初始进水CODcr=1000mg/L,有机负荷为0.5 kg COD/m3•d。系统稳定运行，去除率达到80%后，开始不断提升负荷，每次负荷提升不超过30%。
经EGSB处理后的出水进入SPMBR。SPMBR浸没式好氧膜生物反应器是在EGSB稳定运行后开始启动，培养菌种为就地厌氧污泥，污泥浓度为6000mg/L,占总容积的1/3。由于反应器容积相对较大，在试验过程中采用的是低负荷，零污泥排放的方式运行。
2 结论与讨论
2.1 EGSB+ SPMBR系统去除有机物CODcr变化情况
EGSB反应器在启动初期，进水CODcr浓度为1000mg/L左右，运行历时180余天， EGSB+SPMBR工艺的联合实验是在第100天后进行的。EGSB和SPMBR工艺的进出水CODcr变化情况及去除率见图2。
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| 图2 EGSB、SPMBR反应器进出水CODcr浓度及去除率的变化 |
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