厌氧折流板联合无纺布反应器处理乳品废水的应用研究

摘要

厌氧折流板反应器(ABR)是一类源于分阶段多相厌氧反应器(Staged Multi-Phase Anaerobic Reactor，SMPA)理论的第三代新型厌氧反应器。它一经问世便成为环境科研工作者的研究热点。
　　 膜生物反应器是将膜分离技术与生物处理技术有机结合的一种污水处理新技术，具有工艺流程简单、占地面积小、出水水质好、自动化程度好、剩余污泥产生量少等优点，该项技术经过了几十年的发展，其应用领域不断扩大。但制约膜生物反应器大范围推广应用的主要因素之一是膜过滤组件的高造价问题，膜生物反应器目前基本处于一种高性能高价格的局面。
　　 本试验研究应用ABR反应器处理高浓度乳品废水，并利用廉价的过滤组件——无纺布代替目前应用较广泛的中空纤维膜进行高浓度乳品废水ABR处理的后续处理，试验所使用的无纺布为国内企业加工生产，价格便宜，为现在中空纤维膜市场价格的1/30左右。
　　 对4个格室的ABR反应系统的启动和运行进行了研究，考察了在不同负荷下此系统对CODcr的去除效率，pH，生物量，产气量以及反应器泥水的混合特性的变化特性;验证了在低负荷下固定水力停留时间，提高进水浓度可以顺利启动厌氧反应器的观点，成功的启动了反应器，并在提高负荷阶段取得了对生化性较好的高浓度乳品废水降解效果。
　　 在工程运行控制对策研究的基础上，研制成功4格室ABR废水处理设备，并在高浓度乳品废水处理实验中取得了理想效果:
　　 (1)在接种好氧活性污泥(28.7gMLSS/L，16.2gVSS/L)、HRT48h的条件下，当进水CODcr浓度由2000mg/L提高到10000mg/L的运行过程中，系统经过60天的运行，CODcr去除率可以稳定在94％以上，并在各个格室培养出成熟的颗粒污泥。
　　 (2)ABR厌氧反应器经过低负荷成功启动后，固定HRT48h，在进水CODcr达到10000mg/L时，1-4格室的CODcr去除率分别达到62.5％、72.3％、88.8％、92.4％，pH分别稳定在5.4、6.9、7.1、7.2，生物量MLSS和MLVSS/MLSS分别为38mg/L、37.5mg/L、36.4mg/L、30.2mg/L和0.80、0.78、0.75、0.65，产气量55L/d、21L/d、7.5L/d、1.6L/d;
　　 本文选择了孔径10μm的无纺布，分别在重力自流出水和抽吸出水的情况下对CODcr和BOD5的去除效果进行了研究，通过理论分析与试验研究得出:
　　 (1)清水通量实验表明10μm的无纺布的通量与压力存在很好的相关性。无纺布膜通量会随压力差增加而增加，在MLSS浓度为600mg/L时临界值为32cm水柱;
　　 (2)无纺布上的成熟滤饼层形成后，在重力自流情况下，无纺布对CODcr和BOD5的去除率分别为75％，70％，出水水质稳定;抽吸出水在抽停时间比为1∶1时，出水CODcr能保持在200mg/L以下，前期CODcr和BOD5去除率波动性较大，但后期能分别稳定维持在80％，78％。
　　 本文揭示了4格室ABR反应装置去除有机物的规律，并对其工程应用技术做了研究，为实际工程应用提供了理论与技术指导;对无纺布污染的机理也进行了研究探讨。试验结果表明，无纺布由于本身结构的特点，污染主要是因为无纺布的内部污染引起的，微生物粘附在无纺布纤维之上，是造成无纺布通量下降的主要原因。