廢水治理論文：IMC技術(shù)在廢水治理的運(yùn)用

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本文作者：曾志航作者單位：惠州市保家環(huán)境工程有限公司

各種imc載休的性能比較

適用于廢水處理的理想的IMC載體應(yīng)該是對生物無毒,傳質(zhì)性能良好,機(jī)械強(qiáng)度高，壽命長,固定操作容易,且價(jià)格便宜。對按圖1制備的瓊脂、明膠、海藻酸鈣(簡稱SA)、聚乙烯醇(簡稱PVA)和丙烯酞餒(簡稱ACRM)5種凝膠作為IMC載體時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度、傳質(zhì)性能等比較結(jié)果如下:1)在5種包埋劑中,瓊脂機(jī)械強(qiáng)度極差,無實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值；2)ACRM凝膠中未聚合的單體對生物有毒,且在聚合過程中發(fā)熱,對細(xì)菌殺傷大;傳質(zhì)性能較差,IMC小球內(nèi)的微生物增殖不好;固定操作不易；3)明膠強(qiáng)度較低,內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí),傳質(zhì)性能較差；4)SA凝膠和PVA凝膠,機(jī)械強(qiáng)度較好;電鏡觀察表明內(nèi)部呈多孔結(jié)構(gòu),對生物的毒性小,固定操作容易。5種IMC載體的各性能比較見表2。對SA凝膠和PVA凝膠進(jìn)一步的研究表明:PVA凝膠的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于SA凝膠,但SA凝膠的傳質(zhì)性能比PVA凝膠好。將兩種IMC小球置于紅墨水中,30min時(shí),紅墨水沿半徑5.Omm的PVA小球徑向僅擴(kuò)散進(jìn)入0.6mm~0.8mm,而SA小球幾乎全部變紅。在穩(wěn)定性方面,SA凝膠易在PO2溶液中溶解,pH>10時(shí),容易破碎；而PVA性能受pH變化影響甚微,但PVA由于交聯(lián)不徹底,有小量TOC溶出。通過用Na2:CO3:事先將硼酸溶液的pH調(diào)到6.7左右,再進(jìn)行交聯(lián),可減少TOC溶出,并可增加高溫時(shí)凝膠強(qiáng)度的穩(wěn)定性。綜合以上結(jié)果,目前較為合適的IMC載體為PVA,但需對傳質(zhì)性能進(jìn)一步改善。

IMC處理洗衣粉廢水效果

隨著運(yùn)行時(shí)間及LAS降解速率增加,運(yùn)行到第八天,降解速率達(dá)最大,在進(jìn)水LAS濃度40mg/L時(shí),在3h內(nèi)就可將LAS降解97.8%。當(dāng)進(jìn)水LAS濃度升高為70mg/L時(shí),LAS的降解速率并沒有因?yàn)槠錆舛鹊奶岣叨档秃芏唷５S著運(yùn)行時(shí)間的增加,PVA小球的活性有所下降。運(yùn)行到20天,3h的LAS去除率只有81%。這可能是由于LAS降解產(chǎn)物中有不利于LAS降解菌生長的物質(zhì)產(chǎn)生,積累到一定量時(shí),導(dǎo)致PVA小球活性下降。采用低濃度LAS進(jìn)水對PVA小球進(jìn)行活化培養(yǎng)，可恢復(fù)PVA小球的活性，反復(fù)使用。半連續(xù)試驗(yàn)進(jìn)行了幾個(gè)月，結(jié)果表明PVA小球一直保持了良好的強(qiáng)度，沒有破碎。

IMC處理四環(huán)素廢水效果

如圖3所示，在進(jìn)水COD濃度<3500mg/L，即產(chǎn)酸相出水COD<3000mg/L時(shí)，IMC產(chǎn)甲烷相的COD去除率為65%~70%，以二相計(jì)時(shí)，COD去除率為73%左右。而UASB產(chǎn)甲烷相的COD去除率為60%~65%，以二相計(jì)時(shí)，COD去除率為69%左右。當(dāng)進(jìn)水COD濃度>3500mg/L時(shí)，UASB受沖擊負(fù)荷的影響，COD去除率明顯下降，即使進(jìn)水COD濃度又下降到3000mg/L左右時(shí)，其COD去除效果仍恢復(fù)較慢。相比之下，IMC反應(yīng)器受進(jìn)水沖擊負(fù)荷影響較小。由此可見，IMC反應(yīng)器比UASB反應(yīng)器處理效率高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)主要是因?yàn)樵赨ASB反應(yīng)器中，廢水中含有大量對微生物有抑制性的四環(huán)(COD=300Omg/L時(shí)，四環(huán)素濃度約為20Omg/L)，反應(yīng)器內(nèi)難以生成顆粒污泥，維持較高污泥濃度。經(jīng)觀察，UASB反應(yīng)器內(nèi)的污泥大部分集中在反應(yīng)器底部，污泥層占反應(yīng)器總體積的50%，污泥濃度約為15.6gVSS/L。而在IMC反應(yīng)器中，由于IMC的利用，可人為高濃度地維持反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度。IMC均勻分布在整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)，堆積體積占反應(yīng)器總體積的89%，污泥濃度約為17gVSS/L。此外，在抵抗四環(huán)素毒性方面，IMC也比UASB更具有優(yōu)勢。如圖4所示，在四環(huán)素濃度高達(dá)700mg/L時(shí)，UASB污泥的甲烷產(chǎn)量已降低了50%，而IMC的甲烷產(chǎn)量變化卻不大，這主要是由于在非固定的懸浮污泥系統(tǒng)中，微生物與四環(huán)素直接接觸，受其毒性的影響較大。而在IMC系統(tǒng)中，廢水中的四環(huán)素必須先經(jīng)擴(kuò)散才能進(jìn)入IMC小球內(nèi)部。由于擴(kuò)散作用，從IMC小球外部到內(nèi)部，四環(huán)素濃度由高變低，其毒性減小。此外，在四環(huán)素?cái)U(kuò)散過程中，伴隨微生物對四環(huán)素的降解，使其毒性進(jìn)一進(jìn)減輕。IMC的這種抗有毒物毒性能力強(qiáng)的特點(diǎn)更增加了IMC反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷的能力及運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外，IMC反應(yīng)器出水的SS比UASB反應(yīng)器少，在高負(fù)荷時(shí)UASB反應(yīng)器出水的SS明顯增加。試驗(yàn)兩個(gè)多月，IMC小球除個(gè)別破碎外，大部分完好。