項目介紹

 

該項目是在厭氧+膜生物反應器中使用LEVAPOR生物膜技術(shù)去除印染廢水中的染料物質(zhì)活性黑5。

 

在生化反應器中對偶氮染料的脫色過(guò)程中使用膜生物反應器（MBR）的目的是保持反應器中有足夠多的生物量并且讓大分子物質(zhì)繼續保留在反應池中。

 

如果在反應池中微生物以懸浮狀態(tài)存在MBR就會(huì )受到比較嚴重的膜污染，從而導致膜通量降低。使用普通的活性污泥法還會(huì )導致有毒有害物質(zhì)以及代謝物質(zhì)（例如多糖類(lèi)物質(zhì)）的堆積，從而加重了膜污染的程度。

 

如果將馴化好的微生物菌群固定在LEVAPOR懸浮填料上一方面對污水中的COD、氨氮以及其它有毒物質(zhì)的去除率更高，另一方面啟動(dòng)時(shí)間以及降解時(shí)間更短，而且整個(gè)工藝流程的穩定性明顯得到改善。另外很重要的一點(diǎn)是使用LEVAPOR生物膜技術(shù)后可觀(guān)察到膜清洗的時(shí)間間隔比沒(méi)有使用該技術(shù)的時(shí)間間隔增加一倍，因此膜生物反應器的使用壽命明顯延長(cháng)。

 

項目結果

 

在該項目中對使用普通的活性污泥法和LEVPAOR生物膜技術(shù)做了定量的分析。通過(guò)使用HPLC-DAD檢測技術(shù)對染料物質(zhì)活性黑5的去除過(guò)程做了分析，見(jiàn)圖一。

 

圖A中是活性黑5的濃度隨時(shí)間的變化情況。黑色曲線(xiàn)是使用LEVAPOR生物膜技術(shù)，紅色曲線(xiàn)是使用活性污泥法的該偶氮類(lèi)物質(zhì)的濃度變化趨勢圖。從中可以觀(guān)察到使用LEVAPOR生物膜技術(shù)48小時(shí)后活性黑5能徹底降解，而使用活性污泥法需要72小時(shí)活性黑5的濃度才趨近于零。

 

圖B顯示的是活性黑5的降解產(chǎn)物2-（4-氨基苯磺?；┮掖嫉臐舛茸兓闆r。黑色曲線(xiàn)是使用LEVAPOR生物膜技術(shù)，紅色曲線(xiàn)是使用活性污泥法的該物質(zhì)的濃度變化趨勢圖。使用LEVAPOR生物膜技術(shù)2-（4-氨基苯磺?；┮掖嫉臐舛仍?8小時(shí)達到5mM，而使用普通活性污泥達到同樣的濃度則需要96小時(shí)。

 

從圖A和圖B可以得出以下結論，降解活性黑5使用LEVAPOR生物膜技術(shù)比使用活性污泥法時(shí)間明顯減少，效率明顯提高。




圖一：(A)活性黑5的厭氧生物降解；(B)活性黑5的降解產(chǎn)物2-（4-氨基苯磺?；┮掖即送膺€對活性黑5的降解做了動(dòng)力學(xué)分析，見(jiàn)圖二。其中黑線(xiàn)表示使用LEVPAOR生物膜，紅線(xiàn)表示使用活性污泥法，從中可以看出投加LEVPAOR生物膜載體后活性黑5的降解速度是活性污泥法的一倍。


圖3是活性黑5的降解機理，通過(guò)厭氧工藝該物質(zhì)能被降解為2-（4-氨基苯磺?；┮掖?。


 使用LEVPAOR生物膜載體的優(yōu)勢還體現在對硫酸鹽以及COD的去除，相對于活性污泥法其對以上物質(zhì)的去除率更高，去除時(shí)間更短。

 

在該項目中還對氧化還原電位做了定量分析，見(jiàn)圖四，黑線(xiàn)表示使用LEVPAOR生物膜載體，紅線(xiàn)表示使用活性污泥法。LEVPAOR生物膜技術(shù)能更快地降低氧化還原電位，將氧化還原電位減少到-400mV只需要一天，而使用活性污泥法則需要4天。

 

使用LEVPAOR生物膜技術(shù)偶氮類(lèi)物質(zhì)的降解速度和氧化還原電位的減少速度更快表明其中存在一定的關(guān)聯(lián)。偶氮類(lèi)物質(zhì)的降解是因為偶氮基團被還原為氨基，從而電位降低。


此外還對使用LEVPAOR生物膜技術(shù)對MBR膜污染的改善做了研究，發(fā)現長(cháng)期使用后膜的清洗間隔可以延長(cháng)一倍以上的時(shí)間，這表明一方面能減少清洗膜的化學(xué)品的使用量，另一方面膜的使用壽命能夠得到延長(cháng)。這是因為很多高分子物質(zhì)如多糖類(lèi)物質(zhì)被吸附到LEVPAOR載體上，從而減少了膜污染的負荷。