膜生物反应器处理酱油废水的试验研究
膜生物反应器处理酱油废水的试验研究
引 言
酱油在我国有着悠久的生产历史，随着酱油工业的发展，酱油生产废水的排放量逐年增长。目前，我国酱油生产企业每年排放的废水接近5×107m3。酱油废水的水质和水量随其产品种类、制作工艺及季节的不同而有较大的变化。酱油废水具有色度大、冲击负荷变化大、污染物成分不稳定、有机物浓度高、生化处理工艺污泥产量高等特点，是一种较难处理的工业废水。虽然处理酱油废水的方法很多，但目前还没有特别有效的保证出水水质的处理方法。
近年来，膜生物反应器(MBR)由于处理效果好、占地面积少等优点受到污水处理界的关注。膜与生物处理工艺结合的膜生物反应器已有40多年的历史。膜生物反应器技术最早出现于酶制剂工业。1968年，Wang等成功地运用膜生物反应器制取了酶制剂，之后，膜生物反应器在酶制剂工业中的应用研究不断发展。近年来，随着膜制造技术的进步、膜质量的提高和成本的降低，膜生物反应器在污水处理及回用领域的应用越来越广泛，膜生物反应器更具实用价值，其在国外已进入实际应用阶段。而在我国，膜生物反应器在污水处理领域的研究起步较晚，目前尚处于研究阶段。
膜生物反应器主要由膜组件和生物反应器两部分组成。根据膜组件与生物反应器的组合方式可将膜生物反应器分为分置式和一体式两类。分置式动力费用高，并且由循环泵高速旋转产生的剪切力可能使某些微生物菌体失活。一体式膜生物反应器能有效克服分置式的缺点，且结构形式也较分置式更为紧凑。
本文采用一体式膜生物反应器处理酱油生产废水，旨在探讨膜生物反应器处理酱油生产废水的可行性及处理效果，为膜生物反应器的推广应用提供依据。
1 试 验
1.1 试验流程
试验装置由3个系统组成:生物反应器系统，曝气系统和循环抽吸系统。试验流程为:酱油生产废水进入生物反应器；在循环泵的作用下，储水箱中的水经射流器循环；反应器中经生物处理后的水通过膜组件进入射流器，随循环水一起喷入储水箱，并从储水箱的溢流口排出，见图1。
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1.2 主要设备
1)生物反应器。反应器由有机玻璃制成，主体部分尺寸为800mm×350mm×700mm，有效容积210L。
2)膜组件。采用天津膜天膜工程技术有限公司生产的FP2t型中空纤维帘式膜组件。试验系统使用四片膜组件，膜面积为1m2/片，膜孔径为012μm，其性能参数见表1。
2 试验结果与分析
试验所用废水为某食品公司的酱油生产废水，污泥取自该公司废水处理站内的氧化沟。当反应器内MLSS达到3500mg/L时进行测试。
2.1 进水浓度对出水COD的影响
试验结果显示，进水浓度对出水COD的影响较小。进水COD在500～1200mg/L之间波动时，膜生物反应器均能保证比较稳定的出水水质，见图2。分析原因可能是，膜的高效分离作用使系统维持了较高的污泥浓度，从而强化了生物反应器的处理效果，增强了系统的抗冲击负荷能力。
2.2 溶解氧对COD去除的影响
反应器中溶解氧的量直接影响活性污泥的生长情况。溶解氧是通过单纯扩散方式进入微生物细胞内的，混合液需要有足够多的溶解氧以保持强大的扩散推动力，才能将微生物好氧分解所需的氧“注入”微生物细胞体内。好氧性细菌进行有氧呼吸，以分子氧作为生物氧化过程的电子受体，环境中溶解氧浓度太低时，好氧性细菌便会因缺氧而影响其呼吸速率。
但若曝气量过大，又会造成活性污泥自身分解，变得松散，严重时污泥上浮，不仅不能使COD去除率升高，反而会下降。如果不及时处理污泥上浮，将会严重影响系统运行。因此，通过试验研究膜生物反应器中DO对各项污染指标去除效果的影响，可以确定合适的曝气量，对于节省处理系统的运行费用、降低处理成本具有重要意义。
由图3可知，曝气池中溶解氧维持在215～310mg/L时，系统对COD的去除率最高。反应器中溶解氧过高或过低均会使系统对COD的去除率下降。
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