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　　两种膜生物反应器处理印染废水的比较论文 论文陈梅雪 王菊思 樊耀波 王怡中 摘要：考察了上流式接触氧化柱和接触氧化槽与膜系统组成的分离式膜生物反应器处理印染废水的效果，上流式接触氧化柱—膜反应器和接触氧化槽—膜反应器对COD的平均去除率分别为64.3%和81.7%，对色度的平均去除率分别为59.7%和41%。 关键词：膜生物反应器 接触氧化 印染废水 膜生物反应器由膜分离系统和生物反应器两部分组成，其中膜分离系统主要起截留作用，而生物反应器对水中有机污染物的去除起着决定性的作用，因而研究与膜系统匹配的生物反应器的类型、运行条件对提高膜生物反应器的处理效果和扩大其适用范围具有十分重要的意义。 作者着重研究了采用分离式膜生物反应器处理印染废水时生物反应器的类型选择及其对处理效果的影响，其中生物反应器采用两种不同流态的好氧生物接触氧化形式：一种是上流式接触氧化柱，内装自制的凹凸棒填料；另一种为接触氧化槽.freel3，内填有聚酰胺弹性软填料，定期监测接触氧化槽进、出水的COD，色度，浊度，SS和填料丝上的生物量并用电镜观察填料丝上生物膜的生长情况。上流式接触氧化柱是直径为0.185m、长为1.6m的有机玻璃柱，空柱体积为0.043m3，凹凸棒填料的间隙率为33%。在上流式接触氧化柱启动前先进行吸附试验，即向柱中通入原水但不曝气，测定进、出水的COD，色度，浊度，SS并用电镜观察填料上生物膜的生长情况。 生物处理单元的运行条件见表1。 表1 生物单元运行条件项目接触氧化槽上流式接触氧化柱(不曝气)上流式接触氧化柱(曝气)HRT(h)4.96～13.051.0～3.71.6～2.8水温(℃)20～3018～2712～26DO(mg/L)4～62.3～7.3 对COD、色度、浊度、SS采用标准方法进行测定，生物膜样品经戊二醛—锇酸固定、乙醇脱水，在临界点干燥、喷金后用扫描电镜观察。 膜单元的运行条件：产水量为8～10L/h，反冲洗压力为0.1MPa，运行压力为0.15MPa，反冲洗周期为30min，反冲洗时间为10～15s。 2 结果与讨论 ① 表2、3是两类生物反应器与膜系统匹配对印染废水COD、色度平均处理结果的比较。 表2 对印染废水COD的处理结果比较类别接触氧化槽上流式接触氧化柱COD(mg/L)去除率(%)COD(mg/L)去除率(%)最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值原水326.2187.5242.6 435.593.6256.7 生物反应器出水231.055.4133.178.4-3.5143.5392.135.1165.173.7-27.035.9膜出水107.07.943.596.849.181.7207.47.996.893.822.564.3 表3 对印染废水色度的处理结果比较 类别接触氧化槽上流式接触氧化柱色度(倍)去除率(%)色度(倍)去除率(%)最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值原25080146.4 生物反应器出水400802290.2-2.750.8825040113.684-66.720.4膜出水130407460.019418030548437.559.7 ② 从两种膜生物反应器对COD、色度、SS以及浊度的去除情况来看，生物单元出水随进水水质变化产生波动，而膜单元出水水质均较稳定。 ③ 从SS去除情况可以看出，每隔264h左右接触氧化槽的处理效率会出现一个由最低到最高再回到最低的变化过程，同时由生物单元对COD的去除率变化也可看出这一趋势。生物单元出水COD升高主要是由出水SS升高引起的，在COD去除率处于低值时出水SS达到最高值。由于膜单元的截留作用使膜生物反应器对COD的总去除率基本稳定在80%以上。COD去除率的周期变化与固定生物膜的生长周期密切相关，当COD处理效率处于上升阶段时填料丝上生物膜的氧及营养物的传质情况良好，此时生物膜生长速度超过了脱落速度，生物膜处于高活性状态，因而对废水中的污染物有较高的去除率，表现出COD去除率上升。随着细菌大量生长、膜厚增加，此时内层膜处于内源呼吸阶段，经过一定时间后内层的营养物耗尽，生物膜的完整性遭到破坏，同时产生的厌氧气体在内层把膜顶起，使生物膜发生大块脱落并露出新鲜的填料表面，完成了一个生物膜生长周期。脱落的生物膜随水流从生物反应器排出，又被机械膜截留返回生物池。 接触氧化槽运行696h的填料丝电镜分析结果分别见图2、3。 图2所示为填料丝上的生物膜发生脱落的情形，此时填料丝上挂有两层膜，外层膜不均匀且松散，而内层膜紧密，其厚度为60～80μm。由图2可知，在试验条件下当内膜厚度超过60～80μm时生物活性发生变化，生物膜脱落，