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    二甲基亞砜廢水處理方法介紹(圖文)

    作者:北京中天恒遠 發(fā)布于:2018-01-20 09:37:09瀏覽量:

      某企業(yè)排放的生產(chǎn)廢水中主要特征污染物為二甲基亞砜(DMSO),廢水的可生化性較差(BOD5/COD=0.02),用常規(guī)生物法難以直接處理。DMSO廢水的處理方法主要有化學(xué)氧化法和生化法;瘜W(xué)氧化法處理成本較高。生化法中,高效菌在厭氧條件下降解DMSO的過程中會產(chǎn)生一定量的含硫揮發(fā)物,造成二次污染;在好氧條件下降解DMSO存在降解時間長、去除率低等問題;利用共代謝在好氧條件下降解DMSO,在添加蔗糖作為共代謝基質(zhì)的情況下,質(zhì)量濃度為400~500 mg/L的DMSO在10~12 h內(nèi)可完全降解。微生物共代謝降解DMSO的機理是共代謝基質(zhì)消耗過程中產(chǎn)生非專一性的加氧酶,使DMSO分解后被微生物作為二級基質(zhì)降解。

      膜生物反應(yīng)器(MBR)具有泥水分離效果好且穩(wěn)定、水力停留時間(HRT)和固體停留時間(SRT)可完全分離、廢水處理效果好、工藝流程簡單、裝置占地面積小、控制易于實現(xiàn)自動化、出水可回用等優(yōu)點,尤其是一體式MBR工藝實現(xiàn)了有機物降解和固液分離的一體化操作,同時可省去初沉池。

      本工作采用共代謝與一體式好氧MBR相結(jié)合的工藝,對DMSO廢水進行連續(xù)模試處理?疾炝搜b置的污泥馴化效果、DMSO去除率、污泥特性、HRT和沖擊負荷對DMSO去除率的影響。

      1 試驗部分

      1.1 廢水水質(zhì)及試劑

      廢水取自某廠生產(chǎn)廢水提升池。廢水水質(zhì)波動較大,ρ(DMSO)=112~3 069 mg/L,COD=57~358 mg/L, pH=5.6~8.5。活性污泥取自某石化公司污水處理廠生化曝氣池。磷酸銨:分析純;碳酸氫鈉、蔗糖:工業(yè)級。

      1.2 裝置及運行參數(shù)

      試驗裝置為模試規(guī)模,處理廢水流量5~10 L/h。高位槽φ300 mm×850 mm,聚氯乙烯;調(diào)節(jié)池745 mm×745 mm×850 mm,聚氯乙烯;MBR外殼φ400 mm×1 080 mm,不銹鋼;膜組件350mm×350 mm,3片,聚偏氟乙烯+特種納米材料。

      MBR的主要運行參數(shù):HRT=12~24 h,MLSS=5~6 g/L,pH=5.5~6.5,DO=2~4 mg/L,溫度15~35 ℃。

      1.3 試驗方法

      采用共代謝好氧MBR工藝,共代謝基質(zhì)為蔗糖。

      將提升池中的廢水連續(xù)打入高位槽,再定量連續(xù)打入調(diào)節(jié)池,同時將磷酸銨和碳酸氫鈉定量連續(xù)加入調(diào)節(jié)池,廢水與藥劑在調(diào)節(jié)池內(nèi)通過空氣曝氣充分混合后,從下部打入MBR,同時將蔗糖定量加入MBR,經(jīng)MBR處理的廢水通過膜組件,由磁力泵從MBR上部排出,測定ρ(DMSO),MLSS,MLVSS。不定期由MBR底部排泥口排出多余的污泥,磁力泵的運行方式為運行8 min,停止2 min。

      試驗分為馴化期和正式期兩個階段。馴化期:第1天~第30天,HRT=24 h;正式期:第1天~第86天,HRT=24 h,第87天~第101天,HRT=16h,第102天~第125天,HRT=12 h。

      1.4 分析方法

      采用美國安捷倫公司的HP5890型氣相色譜儀測定DMSO 的質(zhì)量濃度,檢出限6 mg/L;采用日本奧林巴斯公司的CX41型顯微鏡觀測污泥的生物相。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 馴化期的DMSO去除率

      馴化期的DMSO去除率見圖1。由圖1可見:隨馴化時間的延長,DMSO的去除率總體呈上升趨勢;馴化第29天,DMSO去除率達98.5%,表明裝置運行29 d時MBR內(nèi)的污泥已馴化成功。

      

     

      馴化29 d時,顯微鏡觀察到活性污泥中存在變形蟲、累枝蟲、足吸管蟲、楯纖蟲、轉(zhuǎn)輪蟲和線蟲等微生物。

      2.2 正式期的DMSO去除率

      正式期的DMSO去除率見圖2。由圖2可見:正式期第1天~第54天,由于裝置為持續(xù)高負荷DMSO進水,開始時降解DMSO的微生物數(shù)量不足,DMSO去除率較低,隨著微生物數(shù)量的不斷增加,DMSO去除率也逐漸升高;正式期第55天~第110天,MBR進水的DMSO負荷基本正常,且降解DMSO的微生物數(shù)量積累的足夠多,故DMSO去除率維持在一個較高的水平,期間有數(shù)次DMSO去除率明顯下降,是因為裝置運行過程中堿的加入量不足使MBR發(fā)生了內(nèi)酸化的現(xiàn)象,進而抑制了微生物對DMSO的降解,消除MBR內(nèi)酸化后,DMSO去除率很快恢復(fù)正常,說明MBR對短期酸化沖擊的修復(fù)作用明顯;裝置在正式期第55天~第110天運行時,去除這期間MBR內(nèi)造成的異常數(shù)據(jù),裝置進水ρ(DMSO)=257~1 448 mg/L(平均值為718mg/L),出水ρ(DMSO)=6~22 mg/L(平均值為7mg/L),DMSO去除率為96.4%~99.6%(平均值為98.9%);正式期第111天~第125天,由于氣溫降低造成MBR內(nèi)溫度降低,致使微生物的活性降低,DMSO去除率降低。

      2.3 污泥的性能

      在模試運行期間,正式期的第53天將MBR內(nèi)的泥水混合液排出21 L,第75天和第83天各排出10L,其他時間處于不排泥狀態(tài),MBR內(nèi)的污泥性能見表1。由表1可見,在整個MBR運行的正式期,污泥體積指數(shù)(SVI)小于100 mL/g,表明污泥的沉降性能較好;MLVSS/MLSS較高,表明污泥的活性高;隨HRT的縮短,MLVSS增加,這是因為單位時間內(nèi)去除的有機物的量有所提高。MBR內(nèi)MLSS的平均值為5.52 g/L,MLVSS的平均值為4.78 g/L。

      

     

      

     

      MLVSS和MLVSS/MLSS隨運行時間的變化見圖3。由圖3可見:在馴化期內(nèi),由于廢水中的DMSO對菌種有抑制作用,MLVSS逐漸減小;隨著活性污泥對廢水的逐漸適應(yīng),在正式期內(nèi)MLVSS隨運行時間的延長而逐漸增大;MLVSS/MLSS也是經(jīng)過馴化期的短暫降低后,在正式期隨運行時間的延長而逐漸增大,運行到第110天時(包括30 d馴化期)基本穩(wěn)定在0.89,說明污泥活性較高。

      

     

      2.4 HRT對DMSO去除效果的影響

      在MBR運行的正式期,HRT對DMSO去除效果的影響見表2。

      

     

      由表2可見,當(dāng)HRT為24,16,12 h時,DMSO的平均去除率均達到98.6%以上,說明HRT≥12 h時DMSO即可在MBR內(nèi)被很好地降解去除。綜合考慮,采用HRT為12 h較適宜。

      2.5 DMSO高負荷狀態(tài)下的DMSO去除效果

      在正式期的第11天~第54天,持續(xù)的進水DMSO高負荷對模試裝置的運行形成沖擊,當(dāng)DMSO處于高負荷狀態(tài)時DMSO的去除效果見表3。

      

     

      由表3可見:DMSO處于高負荷狀態(tài)時,DMSO去除率較低;在持續(xù)DMSO高負荷時,隨蔗糖加入量的增加,DMSO去除率逐漸增加,比較終恢復(fù)到DMSO處于高負荷沖擊前時DMSO的去除效果。這是因為,蔗糖加入量增大可以產(chǎn)生更多的降解DMSO的微生物,且MBR可將產(chǎn)生的微生物截留,從而保證有足夠多的微生物用于去除DMSO。

      3 結(jié)論

      a)采用蔗糖作為共代謝基質(zhì)與一體式好氧MBR工藝相結(jié)合處理DMSO廢水,馴化第29天,DMSO去除率達98.5%,表明MBR內(nèi)的污泥已馴化成功。

      b)在MBR運行的正式期,當(dāng)DMSO處于高負荷狀態(tài)時,DMSO去除率較低;隨蔗糖加入量的增加,DMSO去除率逐漸增加,比較終恢復(fù)到DMSO處于高負荷沖擊前時DMSO的去除效果;正常運行時,裝置進水ρ(DMSO)=257~1 448 mg/L(平均值為718 mg/L),出水ρ(DMSO)=6~22 mg/L(平均值為7 mg/L),DMSO去除率為96.4%~99.6%(平均值為98.9%)。

      c)在MBR運行的正式期,SVI小于100,表明污泥的沉降性能較好;MLVSS/MLSS較高,表明污泥的活性高;MBR內(nèi)MLSS的平均值為5.52 g/L,MLVSS的平均值為4.78 g/L。

      d) MBR適宜的HRT為12 h。

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