鄭祥 劉俊新*
（中國科學院生態環境研究中心，北京100085）

　　膜生物反應器（MBR）具有流程短、易操作、水處理效率高、出水可直接回用等特點而日益受到重視。尤其是在處理效果方面，MBR對有機物的去除效果較傳統生物處理法更為突出。毛紡印染廢水中含多種染料等難降解有機物，傳統生物處理技術對其去除效果往往不理想，處理后的廢水難以達標排放。本研究采用重力出流式膜生物反應器工藝對毛紡印染廢水進行了試驗研究。重力式膜生物反應器是利用液位水頭，重力驅動出水，在保留MBR處理效率高等優點的同時，省去傳統的一體式MBR出水抽吸泵及復雜的反沖洗設備。整個系統結構緊湊，投資少，操作簡便。

1 研究方法

　　針對毛紡印染廢水的特點，本研究采用的試驗系統如圖1所示。厭氧反應器容積25L，內裝填料；重力出流式膜生物反應器的好氧反應器容積25L，曝氣量為0.2～0.6m3/h，膜單元采用中空纖維微濾膜，材料為聚偏氟乙烯（PVDF）, 孔徑為0.22μm，總面積0.18m2。試驗系統的厭氧反應器主要作用是通過水解酸化，破壞染料等有機物的分子結構，以利在后續好氧反應進一步降解，達到最終去除的目的。

　　試驗用毛紡印染廢水取自北京某毛紡廠污水站，經0.5mm篩板篩濾（水質情況見表1）。廢水組分較復雜，含有染料、染化助劑、毛料漂染過程產生的各種污染物。

表1 試驗廢水水質 pH COD/mg×L-1 BOD5/mg×L-1 色度/倍數 濁度/NTU 6.5-7.9 128-321 36-95 30-70 15-84

　　試驗運行期間，試驗裝置內混合液溫度為11~28 °C，MLSS為212~3500mg/L污水處理量為25-85 L/d。

2 結果與討論

　　MBR對毛紡印染廢水的平均處理效果統計于表2。
　　MBR對COD的去除率平均達80.3%，出水COD平均值為37 mg/L。而毛紡廠污水處理站同期的COD去除率僅為42%。由此可見，本試驗系統對COD的去除效率明顯高于常規生物處理方法，平均高出 39.2%。北京市中水水質標準及建設部頒布的生活雜用水水質標準（CJ25.1-89）的COD濃度為50mg/L，本試驗系統在130多天的連續運行中COD的平均值僅為37mg/L，明顯優于該標準。毛紡印染廢水的可生化性較差，且BOD5/COD波動較大，有時小于0.2，有時又大于0.5。但試驗系統對BOD5的平均去除率達95%。同時，試驗系統還具有較好的脫色效果，出水的色度一般可保持在20倍左右,色度的平均去除率達59%。膜生物反應器對濁度的去除作用明顯，出水的濁度均低于0.33NTU，出水濁度十分穩定，平均值僅為0.24NTU。

表2 試驗結果統計表 項目 COD/mg×L-1 BOD5/mg×L-1 濁度/NTU 色度 進水 195.9 74.8 43 51 出水 36.9 3.7 0.24 21 去除率％ 81.2 95.1 99.4 59 CJ25.1-89水質標準 a 50 10 10 30 b 50 10 5 30 a. 城市園林綠化, b.灑水、掃除

　　試驗研究期間，對重力出流式膜生物反應器的產水量及膜阻力的變化進行了考察，實驗結果表明，膜通量隨曝氣強度的增加而增加，提高曝氣量不僅有助于提高膜通量，而且有利長期運行膜污染的控制，降低膜阻力的上升速率。隨著液位水頭壓力的增大，曝氣強度對膜通量的影響增加。

3 結論

　　（1） 試驗研究結果表明，采用重力出流式膜生物反應器處理毛紡印染廢水是可行的，能夠有效地去除廢水中的有機污染物、色度和濁度，出水水質優于常規生物處理技術，并達到建設部《生活雜用水水質標準》（CJ25.1-89）。
　　（2） 重力出流式膜生物反應器省去了傳統的出水抽吸泵及復雜的反沖洗設備，在生物反應器內混合液液位水頭的作用下可連續出水，膜通量較高。在同等處理能力下，較常規一體式膜生物反應器, 可節省膜組件的一次性投資及運行折舊費用。
　　（3） 根據試驗結果，提高曝氣量不僅有助于提高膜通量，而且有利長期運行膜污染的控制，降低膜阻力的上升速率。膜組件上部的液位水頭壓力越大，曝氣強度對膜通量的貢獻越大。
　　（4） 試驗裝置結構緊湊，投資少，操作簡便。