膜生物反應器(MBR)處理干法腈綸廢水

文/丁振宇 中機國際工程設計研究院有限責任公司重慶分院 重慶 400000

膜生物反應器(MBR)處理干法腈綸廢水

文/丁振宇 中機國際工程設計研究院有限責任公司重慶分院 重慶 400000

隨著我國國民經濟水平的提高，科學技術的不斷進步，膜生物反應器(MBR)處理干法腈綸廢水技術有了非常大的發展。業內人士都清楚，腈綸干法進行產品的生產，其不僅質量優異，而且可以生產的商品種類非常多，因此有非常大的市場前景，但是在聚合反應過程中會產生很多聚丙烯腈，這種廢水有很大的污染，很難進行降解，因此需要使用膜生物反應器進行處理。

膜生物；反應器；腈綸廢水

通過使用膜生物反應器(MBR)處理干法腈綸廢水，發現經過處理后的廢水水質非常穩定，除此之外有很強的耐沖擊性能，經過實踐檢驗，廢水經過處理后，可以清除98%的NH4+-N離子，還可以清除68%以上的TN，避免干法腈綸廢水對周圍環境造成的危害，符合我國的可持續發展戰略，下面就對這一技術進行分析。

1　膜生物反應器(MBR)工作原理分析

該技術在國內外都有廣泛的應用，其把生物處理技術和膜分離技術有機的結合到了一起，在處理干法腈綸廢水之后，出來的水質非常好，而且整個操作過程簡單，機械設備占地面積小。尤其在增殖緩慢的微生物方面，可以增強硝化作用。業內人士都清楚，腈綸廢水中含有很多污染物質，而且含量和濃度都非常高，如果不經過處理就排出到大自然中，通過生物作用是很難講解的，極大的威脅著附近人們生活的安全性。在所有的腈綸廠處理廢水中，其沒有非常好的脫氮功能，而且水中 ρ(CODCr) 的濃度非常高。為了解決上述這些問題，對腈綸廠處理廢水流程重新進行了設計，為填料式缺氧－好氧工藝一體式膜生物反應器，然后經過試驗檢查對污水中CODCr，以及NH4

+-N和TN離子的處理效果，同時分析對里面難以講解物質的處理效果，觀察膜生物反應器(MBR)技術的價值。

2　處理干法腈綸廢水試驗分析

2.1使用的設備和裝置

試驗情況如圖1所示，使用了缺氧－好氧處理工藝，該實驗裝置中設計了7個格室，在缺氧處理流程中留有一個格室，而在好氧處理模式下有六個格室，在處理過程中是推流的情況。為了提高處理污水的效果，先經過的五個格室中，都設置了有利于生物掛膜的聚丙烯軟性填料，每一個格室都有曝氣頭曝氣條件，這樣可以做到混合式的流態，當這些液體進入到膜分離室后，在間歇抽吸過程中，該模室的污水就會回流到缺氧格內，進行下一步的缺氧反應[1]。這次試驗有很多優點，例如把缺氧好氧技術和MBR技術有機結合，能夠提高脫氮效果。其內部使用了聚丙烯纖維填料，有利于污水掛膜處理，與此同時，該設計還把生物纖維牢固附著在上面，保持整體的生物鏈條，這樣處理效果才會好。該設備設計了很多格室，不同格室會培養出不同的微生物，有利于形成生態鏈，進而可以發揮生物的新陳代謝功能，可以有效進行生物降解。

圖1：填料式缺氧 － 好氧工藝膜生物反應器裝置

好氧的格室非常多，是數據非常的重點環節，其中c的水質表示缺氧－好氧工藝好氧段的水質，在試驗階段的數據參數如表1.

表1：MBR 設計運行參數

2.2測試的條件分析

試驗水利用自來水和醋酸鈉，以及硫酸氨進行配置，其各項數據參數和生活用水一樣，其中ρ(CODCr)的最高值達到了800mg/L，而ρ(NH4+-N) 的數值也達到了0 mg /L，在此基礎上，應用了某石油化工公司腈綸化工廠中的厭氧池進行出水，經過一些列處理好，當水來到厭氧池之后，其中的ρ(TN) 達到了160mg/ L，而ρ(NH4+-N)的數值到達了110 mg/ L，ρ(CODCr)的數值達到了1150mg/L ，結合以往的數據分析，這樣干法腈綸廢水中含有大量有毒物質，而且排出后不能被生物有效降解，針對這一情況選擇使用經厭氧預處理的腈綸廢水作為該 MBR 的進水。分析方法，使用快速密閉催化消解的方法對ρ(CODCr)的數值進行測試，使用紫外分光光度的方法對ρ(TN) 的數值進行測試，除此之外，使用納氏試劑光度的方法測試ρ(NH4+-N)的含量，使用麝香草酚光度方法測試ρ(NO3－-N)的數值。接種污泥，先對菌種比較豐富的污水進行接種，進行二十四小時的悶曝氣后，對模擬的生活污水進行處理。

2.3具體是實施方案

對這樣含有豐富的生活污水中的污泥進行細菌培養，等到培養成功后，然后添加一定量的腈綸廢水，進行培訓馴化之后能夠有效降解里面的活性污泥。使用MBR進水，其中的腈綸廢水量從 5%，10%，然后到20%，40%，60%，80%最后到100%的遞增方式進行馴化處理，確保處理效果的穩定性。

3　最終的結果分析

3.1培養馴化活性污泥的處理結果分析

處理污泥之初時其濃度在500mg/L范圍，在設備工作了7天后，缺氧段和好 氧段的出水情況逐漸降低，說明里面的細菌快速的增長，而且有非常高的活性，在處理了7天之后，好氧段的ρ(CODCr)已經降低到了40mg/L，而在出水階段的ρ(CODCr)也已經降低到了15mg/L以下，但是在此之后各個參數都沒有明顯的變化，也就說明馴化異養菌只需要7小時就可以完成。

3.2去除CODCr的整體效果分析

當腈綸廢水進入量逐漸增多的時候，其中的ρ(CODCr)含量也在增多，如果放出的全部都是腈綸廢水，出水中ρ(CODCr) 的含量是最高的，最高的時候可以達到390mg/L[2]，從這一數據就可以看出，在腈綸廢水中含有很多的難以降解的有機物，如果通過MBR進行生物處理，也只能進行部分的去除，里面還會留存一部分有害物質，因此得出結論，通過MBR技術不能達到對CODCr的完全處理。因此要進行物理、化學和生物方面的處理。

3.3對清倫廢水中NH4+-N 的處理效果分析

經過檢查在腈綸廢水中含有大量的NH4+-N和有機胺，在厭氧處理過程中，大部分的有機胺都轉變成了NH4+-N，因此在MBR的進水中含有大量的ρ(NH4+-N)，經過測定在最高的時候可以達到160mg/L，這次測試時模擬的生活污水，在馴化活性污泥過程中，ρ(NH4+-N)的最高含量才是80 mg /L，在處理水量不斷增加的同時，其中的ρ(NH4+-N)也在不斷的增高。在整個測試過程中，沒有發現難降解有毒有害物質對硝化菌有抑制作用，而與之相反的是里面的細菌適應了腈綸廢水的條件，可以有效的去除NH4+-N。

3.4對TN的處理效果分析

在分離室的消化液會回流到缺氧格室中，然后進行一定的硝化反應，因此能夠對腈綸廢水中的TN進行有效處理。在分離室內混合液的回流比例為4:1，通過MBR處理可以去除80%以上的TN，測試中如果在進水過程中腈綸廢水逐漸增高，雖然去除NH4+-N的含量逐漸下降，但是還可以繼續進行TN的處理，在相同條件下，其對TN 的去除率下降了30%，歸結其原因是腈綸廢水中含有有機氮[3]，不能有效的去除里面的雜質。其對 CODCr的去除率可以達到70%，但是在進水階段腈綸廢水中含有很多有機物和雜質，導致水體中含有很大的CODCr，想要從根本上進行處理，就必須加強生物和化學的處理。

總結：

近些年社會發展迅速，因此在各個領域都有了很大進步，腈綸是加工日用品非常好的材料，不僅質量好，而且生產的種類多，因此受到廣大人們的青睞。在這一背景下有關的工廠也就越來越多，但是其廢水中含有很多污染物和雜質，經過上述的分析可以確定，應該積極使用膜生物反應器(MBR)處理干法腈綸廢水，降低廢水中的污染物，降低對周圍環境的影響。

[1]楊崇臣,田智勇,宋永會等.膜生物反應器(MBR)處理干法腈綸廢水[J].環境科學研究,2010,23(7):912-917.

[2]劉晨,張 洪 林,邱峰等.MBR工藝處理腈綸廢水研究進展[J].化學與黏合,2010,32(4):48-51.

[3]魏健,宋永會,趙樂等.MBR 處理腈綸廢水的效能及微生物群落結構分析[J].環境科學,2014,(12):4610-4617.