膜生物反应器处理柠檬酸酸洗废液的研究(全文)

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摘要：介绍了中空纤维膜膜生物反应器处理柠檬酸酸洗废水的研究。结果表明：在HRT为12 h，溶解氧为5～6 mg/L的条件下，该实验装置对柠檬酸酸洗废水中的COD、NH3-N和SS的去除率都在90%以上。采用膜生物反应器处理柠檬酸酸洗废水效率高，出水水质稳定，操作管理容易。

关键词：膜生物反应器柠檬酸酸洗废水废水处理

目前，为了确保锅炉的水汽质量以及抗腐蚀性，必须对锅炉进行定期清洗。柠檬酸就是其中的一种清洗剂。其水溶液对金属的侵蚀性很小，清洗锅炉的效果好，安全无毒，工艺简单，所以它经常被应用于大型火力发电厂锅炉系统的清洗，然而其废液的处理却是一个难题。该废液中的有机物浓度非常高，COD达数万mg/L，pH为3～4，且排放量大。如此大量的高浓度有机废液如果不经处理而直接排放，势必对环境造成严重的污染。

国内外对该废液的处理研究有很多的方法[1]，但是用膜生物反应器来处理的还未见报道。膜生物反应器是将膜分离技术和生物处理技术直接结合，用膜组件来代替二沉池，并能将几乎所有的微生物截留在生物反应器中，使其具有处理效率高、出水水质好和操作管理容易等优点[2～4]。本实验的目的在于验证用膜生物反应器处理柠檬酸酸洗废液的可行性，培养与驯化出适合该废水的活性污泥，使其达到理想的分离效果。

1 实验装置与工艺参数

1.1 实验装置

实验装置（自行设计研制）如图1所示。其中反应器的有效容积为100 L。本实验装置由生物反应器和超滤膜组件两部分组成：废水由水箱顶部平稳进入生物反应器中，在好氧条件下，废水中的有机物被微生物降解，去除废水中的大部分有机物，然后由泵增压进入膜组件，在压力的作用下，透过液成为系统的出水，其中的大分子物质、活性污泥被膜截留后，回流至生物反应器中。系统的出水流量由调节阀控制。在生物反应器中，曝气头设置于反应器的底部，由空压机提供氧气。气体的流量由气体流量计调节。

实验装置的运行参数：（1）HRT为12 h；（2）曝气量为0.8～1.0 m3/h

1.空气压缩机；2.曝气头；3.生物反应器；4.污泥泵；5，6，7，12.阀门；8，9.压力表；

10.超滤膜组件；11.流量计；13.反冲洗泵；14.清水箱

图1　膜生物反应器工艺流程

1.2 实验用膜

实验用的膜组件采用大连化学物理研究所研制的聚砜中空纤维超滤膜。其有效面积2 m2，切割分子质量为30000。最高工作压力为0.2 MPa。

1.3 实验水质

实验用水模拟柠檬酸酸洗废水和生活污水混合配制。

（1）生活污水水质：

生活污水采用人工模拟配水，由磷酸二氢钾、蔗糖、尿素、淀粉、硫酸铜、氯化钙等配制而成。水质大致为：COD 300～400 mg/L，pH 6.5～8.0，NH3-N 4～6 mg/L，TC 38～44 mg/L，TN 6～8 mg/L

（2）柠檬酸废水水质：

本实验的废水是模拟实际酸洗工艺，以5%的柠檬酸，同时加入缓蚀剂及碳钢腐蚀物，控制温度80～100 ℃，直到其浓度恒定为止。水质分析如表1所示。

表1 柠檬酸废水的水质分析

指标明，等．新型膜生物反应器的试验研究．哈尔滨建筑大学学报，1999，32(6)：94

3 Gander M，Jefferson B，Judd S．Aerobic MBR. for domestic wastewater treatment: a review with cost considerations．Separation water reclamation．Wat．Sci．Tech．，2001, 43(10)：203～209

膜生物反应器处理柠檬酸酸洗废液的研究

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