【高盐废水】高盐废水膜面污染物处理

北极星环保网讯:膜生物反应器(MBR)是膜分离与生物反应相结合的污水处理新工艺，具有占地面积小、 出水水质好、  污泥产量低等优点，近年来已引起广泛的关注,并逐步应用于城市污水和工业废水的处理[1， 2].  随着MBR研究的不断深入和应用范围的不断拓展，MBR开始应用于高含盐废水的处理.  Sun等[3]用MBR处理产业区的高盐废水，研究发现长期运行中的MBR污泥的挥发性固体含量(VSS)/固体含量(SS)为0.4左右，化学需氧量(COD)去除率为80%~95%，氨氮(NH+4-N)的去除率为95%;  Pendashteh等[4]利用序批式MBR处理高盐含油废水，选取多种有机负荷、 水力停留时间(HRT)和溶解性总固体(TDS)进行试验，在COD负荷为1.1  kg ˙(m3 ˙d)-1，HRT为48 h，TDS为35 g ˙L-1时，COD的去除率可以达到97.5%;  Jang等[5]在用MBR处理含盐废水时观察到当盐度由5 g ˙L-1提升到20 g  ˙L-1时，NH+4-N的去除效率由87%下降到46%，溶解性有机碳(DOC)的去除效率并未受到影响;  Artigaa等[6]采用悬浮填料MBR处理生产吞拿鱼罐头时产生的高盐废水，在运行73 d，活性污泥适应84 g ˙L-1的盐度之后，COD去除率可达92%.  张雨山等[7]采用MBR工艺处理冲厕海水，微生物经过驯化后，当污水中海水比例不超过48%时，COD和NH+4-N的去除率分别达到86%和93%，但污泥的沉降性能变差.

膜污染一直是制约MBR工艺应用的技术障碍. 普遍认为溶解性微生物产物(SMP)和胞外聚合物(EPS)是膜面污染物主要有机成分，其组成包括糖类、  蛋白质和腐殖酸等. 同时，膜面的无机污染也受到了广泛的关注，Wang等发现由Mg、 Al、 Fe、 Ca、  Si等元素组成的无机物质沉积在膜表面和有机物结合形成的凝胶层是造成膜污染的重要原因.  Meng等[11]发现无机化合物和生物聚合物之间的架桥作用会使膜污染层更加紧密从而加剧膜污染.  黄霞等[12]使用场发射扫描电子显微镜观察在污染后的PAC-MBR膜表面，发现许多有规则、  有棱角的方形污染物，并对其进行了分析，表明是无机垢体，其主要成分为CaCO3. 傅威等[13]在研究长期运行下的MBR反应器膜表面污染物时发现，膜表面存在Na、  Mg、 Al、 Si、 Cl、 Ca、 Fe、 Mn等元素并认为酸清洗可以去除大部分无机膜污染.

目前，关于膜面污染物特性的研究大多采用生活污水或配水作为MBR进水，其有机组分含量高，无机组分含量远低于有机组分，对于MBR在处理高盐废水条件下的膜面污染物特性研究还较少见.  本试验采用配水(模拟高盐废水)作为MBR进水，在低有机负荷的条件下稳定运行121  d以上，关注了MBR对进水有机物和NH+4-N的去除效果以及污泥性质的变化，通过扫描电子显微镜-X射线能谱仪、 凝胶过滤色谱、  傅立叶红外光谱和三维荧光光谱等分析和测试手段研究了MBR在处理高盐废水条件下的膜面污染物特性，以期为进一步探讨膜污染控制措施提供有益的资料.

1 材料与方法

1.1 试验装置及运行参数

试验所用MBR反应器(如图 1)总容积为27 L，MBR放有1片平板膜，膜下方安装环形曝气管，曝气量用气体流量计控制，以膜区投影面积计算曝气强度为0.8  m3 ˙(m2 ˙min)-1，反应器中放置温控装置，污泥温度维持25℃左右.

试验采用的平板膜为聚偏氟乙烯(PVDF)制成的微滤膜，膜有效面积为0.24 m2、 平均孔径0.2 μm、 孔隙率50%、 基材为聚酯无纺布.

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