膜生物反應器出水COD 與UV254 之間的線性關系

宮麗娜

(深能合和電力河源有限公司，廣東河源 517000)

UV254是衡量水中有機物指標的一項重要控制參數［1，2］。日本于1978 年將UV254值列為水質監測的正式指標，歐洲也已將其作為水廠去除有機物效果的監測指標［3］。金偉等［4］的研究表明紫外吸光度(UV254)與有機物含量(COD)具有良好的線性關系，所以UV254可以間接反映水中有機物的量。COD是污水處理工藝中日常監測的重要指標，重鉻酸鉀法測定COD 結果準確，重現性好。但是試驗回流時間長、測定速度慢、效率低，難以適應現代科學研究和生產實踐的要求，而且使用了毒性很大的硫酸汞，帶來較嚴重的二次污染。本研究以膜生物反應器處理的餐飲廢水出水為研究對象，通過多組出水CODCr及其UV254分析COD 與UV254之間的相關性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗用水

多次取樣、均勻混合的食堂餐飲廢水COD 含量極高，故將取來的污水與清水按1∶5 的比例進行稀釋后再放入儲水罐中，經MBR 處理后的出水作為試驗用水。

1.1.2 試驗儀器

膜生物反應器(MBR)，日本島津UV245紫外可見光分光光度計，重鉻酸鉀回流法測COD 裝置。

膜生物反應器主體反應器外形尺寸為直徑為190 mm、高為321 mm，采用有機玻璃制成，有效容積為6.64 L。用支架將纖維束膜固定在反應器中央，纖維束膜的頂部(出水口處)與反應器邊緣持平，在反應器底部放入曝氣泵，作用是使污泥與進水充分混合均勻。在水面能剛好全部淹沒纖維束膜處，安裝液位感應器，向反應器中加入從吉化公司的二沉池內取出的活性污泥。來水裝入儲水箱，由潛水泵提升進入反應器。潛水泵的啟停由反應器中的高低水位控制，當反應器中的水位在超低水位時潛水泵自動開啟，當反應器中的水位在高水位時潛水泵自動關閉。反應器內設置曝氣系統。設備的安裝簡圖如圖1 所示。

1.2 試驗方法

1.2.1 膜生物反應器的調試

MBR 的正常運行才能保證MBR 出水水質的穩定，所以對新搭建的膜生物反應器進行調試。

圖1 MBR 設備安裝簡圖Fig.1 Diagram of MBR Equipment

首先，檢查液位感應器是否能正常工作。當反應器內液面降低，與感應器金屬觸頭斷開時，抽水泵開始工作，向反應器內抽水，液面升高，與金屬觸頭接觸時，則停止進水。

其次，檢查曝氣泵的工作情況。曝氣泵的曝氣量不應太大，以免刺激微生物產生更多的代謝產物，使膜加快污染;但也不能太小，否則曝氣效果不佳，會導致污泥在反應器底部沉降，變質。每隔一段時間，可以用曝氣量較大的曝氣泵進行曝氣，將已沉底的污泥重新攪拌均勻。

1.2.2 MBR 處理餐飲廢水的出水

當MBR 出水水質穩定時，取不同時間段的出水在254 nm 處用光程1 cm 的石英比色皿測吸光度，同一水樣用重鉻酸鉀法測CODCr。具體結果如表1、圖2 所示。

表1 進、出水CODCr及出水UV254Tab.1 CODCr of Influent and Effluent and UV254 of Effluent

圖2 出水CODCr與有機物去除率的關系曲線Fig.2 Relationship between Effluent CODCr and Removal Rate of Organic Matters

2 試驗結果分析

由表1 可知試驗過程中MBR 出水CODCr波動較大，可能原因如下:

(1)前期進水是出于活性污泥的馴化階段，活性污泥的處理能力變化較大，開始時污泥消化能力強，一段時間后由于污泥消化能力達到穩定，出現了飽和狀態，因此CODCr易出現波動。

(2)活性污泥的處理能力一定，因此并不能使每次出水的CODCr都一致，而是隨著進水CODCr的變化而變化，成正比關系。

(3)由于水質各項指標波動加大，因此使活性污泥難以適應，從而對COD 的消解能力有影響。

(4)溫度、環境、曝氣量等原因也是影響活性污泥分解活性的重要因素。

(5)本試驗幾次處于自循環狀態，因此對反應器的正常運行有影響。

雖然在試驗過程中MBR 出水CODCr有波動，但由圖3 可知，出水CODCr與UV254的關系曲線良好，說明CODCr與UV254仍有良好的相關性。

在200 ～400 nm 波段一般有機物都有特征吸收，而UV254指在波長為254 nm 處的紫外吸光度，UV254適用于成分比較單一的污水進行COD 的測定，組分比較復雜污水，只要其相對成分比較穩定，也能用UV254測定。

以上數據用Origin 軟件處理，得到其線性關系線性方程如下:

圖3 出水CODCr及出水UV254關系曲線Fig 3 Relationship between Effluent CODCr and Effluent UV254

另得到R = 0.995 83，P ＜0.000 1。

3 結論

實驗室搭建的膜生物反應器，當膜生物反應器運行正常，出水水質穩定時，出水CODCr及其UV254呈線性關系，用Origin 軟件得到其線性關系線性方程:

其中R=0.995 83，P ＜0.000 1。

由R 值可知此方程線性關系良好，所以試驗中可先通過多組數據得到這一關系式，由UV254值可直接得出COD 值，可大大提高試驗效率。

［1］劉洪波，楊小燕，夏萍，等.青草沙原水中紫外光消光值UV254指標的動態變化規律［J］.凈水技術，2011，30(3):6-9.

［2］葉挺進，何君，劉超斌，等.珠江水中有機物分子量分布及其去除研究［J］.供水技術，2010，4(3):12-16.

［3］Eatonad. Measuring UV-Absorbing Organics:A Standard Method［J］.AWWA，1995，87(2):86-90.

［4］金偉，范瑾初. 紫外吸光值(UV254)作為有機物替代參數的探討［J］.工業水處理，1997，17(6):30-32.