膜生物反应器（MBR）处理干法腈纶废水

丁振宇

【摘要】随着我国国民经济水平的提高，科学技术的不断进步，膜生物反应器（MBR）处理干法腈纶废水技术有了非常大的发展。业内人士都清楚，腈纶干法进行产品的生产，其不仅质量优异，而且可以生产的商品种类非常多，因此有非常大的市场前景，但是在聚合反应过程中会产生很多聚丙烯腈，这种废水有很大的污染，很难进行降解，因此需要使用膜生物反应器进行处理。

【关键词】膜生物；反应器；腈纶废水

通过使用膜生物反应器（MBR）处理干法腈纶废水，发现经过处理后的废水水质非常稳定，除此之外有很强的耐冲击性能，经过实践检验，废水经过处理后，可以清除98%的NH4+-N离子，还可以清除68%以上的TN，避免干法腈纶废水对周围环境造成的危害，符合我国的可持续发展战略，下面就对这一技术进行分析。

1膜生物反应器（MBR）工作原理分析

该技术在国内外都有广泛的应用，其把生物处理技术和膜分离技术有机的结合到了一起，在处理干法腈纶废水之后，出来的水质非常好，而且整个操作过程简单，机械设备占地面积小。尤其在增殖缓慢的微生物方面，可以增强硝化作用。业内人士都清楚，腈纶废水中含有很多污染物质，而且含量和浓度都非常高，如果不经过处理就排出到大自然中，通过生物作用是很难讲解的，极大的威胁着附近人们生活的安全性。在所有的腈纶厂处理废水中，其没有非常好的脱氮功能，而且水中 ρ（CODCr） 的浓度非常高。为了解决上述这些问题，对腈纶厂处理废水流程重新进行了设计，为填料式缺氧-好氧工艺一体式膜生物反应器，然后经过试验检查对污水中CODCr，以及NH4+-N和TN离子的处理效果，同时分析对里面难以讲解物质的处理效果，观察膜生物反应器（MBR）技術的价值。

2处理干法腈纶废水试验分析

2.1使用的设备和装置

试验情况如图1所示，使用了缺氧-好氧处理工艺，该实验装置中设计了7个格室，在缺氧处理流程中留有一个格室，而在好氧处理模式下有六个格室，在处理过程中是推流的情况。为了提高处理污水的效果，先经过的五个格室中，都设置了有利于生物挂膜的聚丙烯软性填料，每一个格室都有曝气头曝气条件，这样可以做到混合式的流态，当这些液体进入到膜分离室后，在间歇抽吸过程中，该模室的污水就会回流到缺氧格内，进行下一步的缺氧反应[1]。这次试验有很多优点，例如把缺氧好氧技术和MBR技术有机结合，能够提高脱氮效果。其内部使用了聚丙烯纤维填料，有利于污水挂膜处理，与此同时，该设计还把生物纤维牢固附着在上面，保持整体的生物链条，这样处理效果才会好。该设备设计了很多格室，不同格室会培养出不同的微生物，有利于形成生态链，进而可以发挥生物的新陈代谢功能，可以有效进行生物降解。

好氧的格室非常多，是数据非常的重点环节，其中c的水质表示缺氧-好氧工艺好氧段的水质，在试验阶段的数据参数如表1.

2.2测试的条件分析

试验水利用自来水和醋酸钠，以及硫酸氨进行配置，其各项数据参数和生活用水一样，其中ρ（CODCr）的最高值达到了800mg/L，而ρ（NH4+-N） 的数值也达到了0 mg /L，在此基础上，应用了某石油化工公司腈纶化工厂中的厌氧池进行出水，经过一些列处理好，当水来到厌氧池之后，其中的ρ（TN） 达到了160mg/ L，而ρ（NH4+-N）的数值到达了110 mg/ L，ρ（CODCr）的数值达到了1150mg/L ，结合以往的数据分析，这样干法腈纶废水中含有大量有毒物质，而且排出后不能被生物有效降解，针对这一情况选择使用经厌氧预处理的腈纶废水作为该 MBR 的进水。分析方法，使用快速密闭催化消解的方法对ρ（CODCr）的数值进行测试，使用紫外分光光度的方法对ρ（TN） 的数值进行测试，除此之外，使用纳氏试剂光度的方法测试ρ（NH4+-N）的含量，使用麝香草酚光度方法测试ρ（NO3--N）的数值。接种污泥，先对菌种比较丰富的污水进行接种，进行二十四小时的闷曝气后，对模拟的生活污水进行处理。

2.3具体是实施方案

对这样含有丰富的生活污水中的污泥进行细菌培养，等到培养成功后，然后添加一定量的腈纶废水，进行培训驯化之后能够有效降解里面的活性污泥。使用MBR进水，其中的腈纶废水量从 5%，10%，然后到20%，40%，60%，80%最后到100%的递增方式进行驯化处理，确保处理效果的稳定性。

3最终的结果分析

3.1培养驯化活性污泥的处理结果分析

处理污泥之初时其浓度在500mg/L范围，在设备工作了7天后，缺氧段和好 氧段的出水情况逐渐降低，说明里面的细菌快速的增长，而且有非常高的活性，在处理了7天之后，好氧段的ρ（CODCr）已经降低到了40mg/L，而在出水阶段的ρ（CODCr）也已经降低到了15mg/L以下，但是在此之后各个参数都没有明显的变化，也就说明驯化异养菌只需要7小时就可以完成。

3.2去除CODCr的整体效果分析

当腈纶废水进入量逐渐增多的时候，其中的ρ（CODCr）含量也在增多，如果放出的全部都是腈纶废水，出水中ρ（CODCr） 的含量是最高的，最高的时候可以达到390mg/L[2]，从这一数据就可以看出，在腈纶废水中含有很多的难以降解的有机物，如果通过MBR进行生物处理，也只能进行部分的去除，里面还会留存一部分有害物质，因此得出结论，通过MBR技术不能达到对CODCr的完全处理。因此要进行物理、化学和生物方面的处理。

3.3对清伦废水中NH4+-N 的处理效果分析

经过检查在腈纶废水中含有大量的NH4+-N 和有机胺，在厌氧处理过程中，大部分的有机胺都转变成了NH4+-N，因此在MBR的进水中含有大量的ρ（NH4+-N），经过测定在最高的时候可以达到160mg/L，这次测试时模拟的生活污水，在驯化活性污泥过程中，ρ（NH4+-N）的最高含量才是80 mg /L，在处理水量不断增加的同时，其中的ρ（NH4+-N）也在不断的增高。在整个测试过程中，没有发现难降解有毒有害物质对硝化菌有抑制作用，而与之相反的是里面的细菌适应了腈纶废水的条件，可以有效的去除NH4+-N。

3.4对TN的处理效果分析

在分离室的消化液会回流到缺氧格室中，然后进行一定的硝化反应，因此能够对腈纶废水中的TN进行有效处理。在分离室内混合液的回流比例为4：1，通过MBR处理可以去除80%以上的TN，测试中如果在进水过程中腈纶废水逐渐增高，虽然去除NH4+-N的含量逐渐下降，但是还可以继续进行TN的处理，在相同条件下，其对TN 的去除率下降了30%，归结其原因是腈纶废水中含有有机氮[3]，不能有效的去除里面的杂质。其对 CODCr的去除率可以达到70%，但是在进水阶段腈纶废水中含有很多有机物和杂质，导致水体中含有很大的CODCr，想要从根本上进行处理，就必须加强生物和化学的处理。

总结：

近些年社会发展迅速，因此在各个领域都有了很大进步，腈纶是加工日用品非常好的材料，不仅质量好，而且生产的种类多，因此受到广大人们的青睐。在这一背景下有关的工厂也就越来越多，但是其废水中含有很多污染物和杂质，经过上述的分析可以确定，应该积极使用膜生物反应器（MBR）处理干法腈纶废水，降低废水中的污染物，降低对周围环境的影响。

参考文献：

[1]杨崇臣，田智勇，宋永会等.膜生物反应器（MBR）处理干法腈纶废水[J].环境科学研究，2010，23（7）：912-917.

[2]刘晨，张洪林，邱峰等.MBR工艺处理腈纶废水研究进展[J].化学与黏合，2010，32（4）：48-51.

[3]魏健，宋永会，赵乐等.MBR 处理腈纶废水的效能及微生物群落结构分析[J].环境科学，2014，（12）：4610-4617.