厌氧好氧MBR组合工艺处理蒽醌活性染料废水.docx

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厌氧好氧MBR组合工艺处理蒽醌活性染料废水

第24卷第1期中国给水排水Vo.l24No.1

2008年1月CHINAWATER&WASTEWATERJan.2008

厌氧好氧MBR组合工艺处理蒽醌活性染料废水

洪俊明,洪华生

1

2

（1.华侨大学材料科学与工程学院,福建泉州362021;2.厦门大学环境科学研究

中心,福建厦门361005

摘要:

采用厌氧好氧膜生物反应器组合工艺处理蒽醌活性染料废水,考察了处理效果。

结果表明,组合工艺对蒽醌染料废水中COD的平均去除率为90%,脱色率平均为48%;当进水染料浓度为100mg/L时系统的脱色率最高（为62%;投加MnSO4可提高系统的脱色率。

关键词:

印染废水;厌氧好氧膜生物反应器;蒽醌活性染料;脱色

中图分类号:

X703.1文献标识码:

C文章编号:

1000-4602（200801-0051-03

CombinedAnaerobic/AerobicMembraneBioreactorProcessfor

TreatmentofReactiveAnthraquinoneDyeWastewater

HONGJun2ming,HONGHua2sheng

1

2

（1.SchoolofMaterialScienceandEngineering,HuaqiaoUniversity,Quanzhou362021,China;2.EnvironmentalScienceResearchCenter,XiamenUniversity,Xiamen361005,China

Abstract:

Thecombinedanaerobic/aerobicmembranebioreactorprocesswasappliedfortreatmentofreactiveanthraquinonedyewastewater,andthetreatmentefficiencywasinvestigated.TheresultsshowthattheaverageremovalrateofCODis90%andtheaveragedecolorationrateis48%bythecombinedprocess.Thedecolorationrateisthehighes,tbeing62%whentheinfluentdyeconcentrationis100mg/L.AddingMnSO4canimprovethedecolorationrateofthesystem.Keywords:

dyewastewater;anaerobic/aerobicmembranebioreactor;reactiveanthraquinonedye;decoloration印染废水具有有机物成分复杂、浓度高、难降解物质多以及色度高、毒性大、水质变化大等特点,传

[1]

统方法的处理效果不理想。

印染废水中的染料是以芳烃和杂环化合物为母体,并带有显色基团和极性基团的有机化合物,随着科技的进步,其结构日趋复杂,性能也越来越稳定,这给印染废水的处理带来了更大的困难。

膜生物反应器（MBR是传统活性污泥法和膜分离技术相结合的一种新型污水处理工艺。

由于许多染料在好氧条件下属难生物降解有机物,因此单纯采用好氧膜生物反应器进行处理,虽能获得良好

[2]

的COD去除率,但不能获得良好的脱色率。

笔者采用厌氧好氧膜生物反应器组合工艺处理难生物降解染料废水带有蒽醌发色基团的活性艳蓝

KN-R染料废水去除效果。

1材料和方法111试验装置

试验装置如图1所示。

模拟印染废水从原水槽经泵提升后由厌氧槽底部进入系统,厌氧槽出水溢流到好氧槽,废水经膜过滤后,由蠕动泵抽吸出水。

厌氧槽的有效容积为9L,其内装填有ª5cm的聚丙烯球形填料,出水为溢流出水;好氧槽为一体式膜生物反应器,内置有机平板膜,尺寸为0.303m@

2

0.212m,有效膜面积为0.1285m,膜孔径为0.1~0.4Lm,采用微孔曝气,错流过滤;好氧槽与厌氧槽的HRT均为24h,MLSS控制在3.0~4.5g/L,温度为20~32e。

由时间继电器、电磁开关和液位控制

[3]

考察了该组合工艺对污染物的

第24卷第1期

中国给水排水

www.watergasheat.com

器等元件构成自控系统,控制和调节系统的进水、出水、

曝气等操作。

p=（A0-A1/A0@100%2结果与讨论211组合工艺的处理效果

（1

在染料浓度为50mg/L时,组合工艺对COD和

色度的去除率如图2

所示。

图1试验装置Fig.1Experimentalsystem

112模拟废水

试验废水由活性艳蓝KN-R、葡萄糖及其他微量元素配制而成。

活性艳蓝KN-R的最大吸收波长为591nm,带有乙烯砜基活性基团及蒽醌发色基团;葡萄糖的投加量为400mg/L,染料的浓度为50~200mg/L,其他微量元素的组成如下:

（NH42SO4为100mg/L、Na2CO3为100mg/L、CaCl2为25mg/L、KCl为25mg/L、CaHPO4为25mg/L、MgSO4为25mg/L。

113试验方法

接种污泥取自某棉纱染整厂污水处理站的好氧接触池,经过筛后,分别装入试验装置的厌氧槽和好氧槽,加入模拟印染废水,并控制反应器中MLSS约为3g/L,连续进、出水运行,并对好氧槽进行曝气,3周后出水水质趋于稳定,开始正式运行试验。

在系统运行过程中,定期取组合工艺的进、出水以及厌氧段出水,测定其中的COD和色度,考察厌氧好氧膜生物反应器在连续运行条件下对污染物的去除效果。

114分析方法

COD采用快速测定法测定,pH值采用PHB-1型便携式酸度计测定,DO采用Orion-model-810溶解氧仪测定,MLSS采用滤纸重量法测定。

色度采用HP8453-Vis紫外可见分光光度计测定:

样品经离心机在4000r/min的转速下离心5min后,取上清液在591nm波长处测定吸光度。

测定进水吸光度A0及出水吸光度A1后,由下式计算脱色率

[4]

图2组合工艺的处理效果

Fig.2Treatmentefficiencyofcombinedprocess

由图2可见,厌氧好氧膜生物反应器组合工艺对蒽醌活性染料废水的平均脱色率为48%,对

COD的平均去除率为90%。

系统的脱色率较低,这是由于带有乙烯砜基的活性染料KN-R具有稳定的稠环芳香烃结构,其分子结构中含有两个羰基（C

O的共轭体系,且蒽醌类结构的染料对微生物

=

的毒性要高于偶氮类染料的

[5]

因此对蒽醌染料的

脱色主要是依靠填料及微生物的吸附作用来完成。

212染料浓度对系统脱色率的影响

进水染料浓度对厌氧好氧膜生物反应器组合工艺处理效果的影响如图3

所示。

图3染料浓度对脱色率的影响

Fig.3Effectofdyeconcentrationondecolorefficiency

从图3可以看出,系统对活性艳蓝KN-R的脱色率随进水染料浓度的增大而先升高后下降,当进水染料浓度为100mg/L时,脱色率最高（为62%。

在厌氧过程中,脱色率随进水染料浓度的升高而下降,这可能与染料浓度升高导致其生物毒性作用增

:

www.watergasheat.com洪俊明,等:

厌氧好氧MBR组合工艺处理蒽醌活性染料废水第24卷第1期

大有关。

试验中还发现,厌氧段对COD的去除率随染料浓度的升高而下降,这也是受染料毒性的影响;系统对COD的总去除率基本维持在90%左右。

213Mn对脱色效果的影响

添加微量元素Mn可以提高锰过氧化氢酶

[6]

（MnP的活性,从而提高微生物的脱色率,向进水中添加7.5mg/L的MnSO4作为增加进水中微量元素Mn的手段,考察了对脱色效果的影响,结果见图4。

由于MBR的设计初始流量小于膜片的临界流量,使膜污染发展缓慢;另一方面是由于膜生物反应器的曝气强度较大,导致活性污泥絮体较小,曝气所产生的气泡的剪切作用对膜片表面的冲刷作用明显,细小的活性污泥絮体很难在膜表面沉积,不易形成凝胶层。

3结论

¹厌氧好氧膜生物反应器组合工艺对蒽醌活性染料废水中COD的平均去除率为90%左右,脱色率平均为48%。

º组合工艺在进水染料浓度为100mg/L时的脱色率最高（为62%,对COD的去除率仍维持在90%左右。

»向进水中投加7.5mg/L的MnSO4可使系统的脱色率从50%提高到70%,但对COD的去除率没有明显影响。

¼在240h的测定时间内,膜出水流量没有明显降低。

图4MnSO4对系统脱色率的影响

[7]

Fig.4Effectofmanganesesulfateondecolorefficiency

参考文献:

[1]文湘华,王东海,钱易.内循环SBR处理含染料废水

的研究[J].环境科学学报,2000,20（增刊:

54-57.[2]黄永辉,奚旦立,陈季华.不同类型染料的缺氧生物降

解性能研究[J].印染,2002,28（10:

1-3.[3]洪俊明,洪华生,熊小京,等.A/O膜生物反应器组合

工艺处理活性染料废水的实验研究[J].厦门大学学报（自然科学版,2005,44（3:

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[5]黄永辉,罗艳.活性染料毒性初探[J].印染,2002,28[6]

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521-528.[7]OgnierS,WisniewskiC,GrasmickA.Membranebioreac2

torfoulinginsub2criticalfiltrationconditions:

alocalcriti2

由图4可以看出,向进水中投加7.5mg/L的

MnSO4后,系统对蒽醌染料废水的平均脱色率从50%上升到70%;微量元素Mn的投加对厌氧段脱色率的影响较小而对好氧段脱色率的影响较大。

此外试验中还发现,添加微量元素Mn对系统去除COD没有明显影响。

214膜出水流量的变化

图5给出了进水染料浓度为50mg/L时,膜出

水流量随时间的变化。

图5膜出水流量随时间的变化

Fig.5Changeofmembraneoutflowfluxwithoperation

time

calfluxconcept[J].MembraneScience,2004,229（1-2:

171-177.电话:

（075583262644E-mail:

nored@163.com

收稿日期:

2007-07-17

由图5可以看出,在240h的测定时间内,膜出水流量没有显著降低,变化幅度<5%。

这一方面是