MBR法处理木糖醇废水的研究

摘要：木糖醇废水中有机污染物含量高，并且含有较高浓度的硫酸根和难以生物降解的木质素等天然大分子化合物，有较大的处理难度。经传统厌氧UASB处理后，废水COD含量仍然很高，采用MBR法对木糖醇废水进行好氧生化处理，经济曝气时间为10h。进一步电絮凝深度处理，实验表明最佳工作电流为3A，最佳处理时间为7.5min左右。MBR+电絮凝处理工艺能有效的去除COD，最终产水COD能达到200mg/L以下。

关键词：木糖醇；MBR法；混凝；COD

我国木糖醇生产以玉米芯为原料，经水解、净化、浓缩、干燥制得木糖产品，然后经液液相催化加氢制取木糖醇。在生产木糖醇的生产工艺中，废水污染物产生量主要集中于木糖生产过程，占95%以上。木糖生产废水有机污染物含量高，并且含有较高浓度的硫酸根和难以生物降解的木质素等天然大分子化合物，有较大的处理难度。

通过实验研究MBR法处理木糖醇生产废水的工艺参数及产水水质。并与传统的SBR好氧处理工艺进行比较。

1 实验设备及仪器

1.1 MBR实验设备

MBR反应池容积30L(300mm×200mm×500mm)，底部装有曝气设备、空气压缩机、膜元件为公称孔径为0.4μm的PVDF(聚偏氟乙烯)平板膜、流量计2个、提升泵1台，回流泵1台，原水桶、过滤筛1个，控制柜1台。

1.2 SBR实验设备

SBR池使用两个10L(φ300mm×150mm)不锈钢容器，底部装有曝气设备，鼓风设备采用小型空气压缩机，数显时间继电器、控制柜等。

1.3 其它实验设备

MY3000-6混凝实验仪1套、HG-1电絮凝实验装置1套、便携式溶解氧测定仪1台、生物显微镜1台、测COD仪器化验测量仪器1套、烘箱1台、马弗炉1台、分析天平1台，试管和烧杯等。

1.4 实验废水

废水采用某木糖醇公司生产水经物化和厌氧UASB处理后的产水，厌氧出水COD在800-1000mg/L之间，pH值8-9，SS在600-700mg/L之间。

2 实验

2.1 MBR工艺曝气时间与出水水质的关系（进水CODcr=930mg/L）

从图2-1中可以看出，不同曝气时间对出水COD影响不大，出水COD稳定在300-350mg/L，COD去除率也基本稳定在65%以上，经济可行的曝气时间为10h左右。

2.2 SBR工艺与MBR工艺处理木糖及木糖醇生产废水实验对比

为对比与MBR的实验效果，采用了SBR进行实验对照，曝气时间为10h。

从图2-2中可以看出，COD 的去除率随着污水放置的延长而递减，主要因为实验采集的水样是一次采集的，水样在放置的过程中，可降解的有机物在放置的过程中一部分有机物得到了降解。SBR工艺对COD的去除率最初几次稳定在50%，后其逐步下降，最终仅达到40%左右，MBR对COD的去除率稳定在60%以上，去除率波动较小。通过MBR和SBR的实验对比来看，MBR对此类废水的COD去除率远大于SBR的去除率，MBR工艺比SBR工艺大约高出20%。

2.3 出水混凝实验

为了进一步降低产水COD，以期望达到更高的排放标准或进行回用，对MBR工艺和SBR工艺产水进行絮凝实验，并进行对比。

从图2-3中可以看出，投加PAC与PAM后，两种方法COD去除非常有限，最大仅能降低50 mg/L左右，而最终COD依然在250-300 mg/L之间，难以达到较好的处理效果。

2.4 出水电絮凝实验

2.4.1电絮凝去除率与工作电流的关系（进水CODcr=320mg/L）

对MBR产水在不同工作电流条件下进行实验，结果如图2-4。

图2-4 MBR去除率与工作电流的关系

从图2-4可以看出当工作电流为3A的情况下，效果较好，去除率能够达到50%左右。

2.4.2 MBR与SBR出水电絮凝实验比较

为比较实验效果，对SBR和MBR产水在3A的工作电流下分别进行电絮凝实验，实验结果见图2-5。

MBR出水经3A电解电流（电极为铝）电解后，最终COD电絮凝去除率可达到45%左右，最终出水COD达到176 mg/L左右时稳定。SBR出水经3A电解电流（电极为铝）电解后，COD最终去除率达到25%左右，最终出水COD达到250 mg/L左右时稳定。

3 结论

1、在同等进水条件下， MBR工艺的对有机污染物的去除率要明显高于传统SBR。

2、如采用MBR处理木糖醇生产废水，建议设计参数污水停留时间10小时， COD的去除率可达到65%以上。

3、MBR产水如需要深度处理，可采用絮凝沉降或电絮凝工艺。采用絮凝沉降工艺，絮凝剂的经济加药量为200mg/L，COD的去除率可达10%~15%，继续加大絮凝投加量，产水水质没有明显改善；如采用电絮凝工艺COD去除率可达40%以上，最佳工作电流3安培，最佳反应时间7.5min。

参考文献

1 盛国华. 应用微生物发酵生产木糖醇的研究进展［J］.食品工程，2010（3）：29-32

2 赵文杰,王占良,关兵等. 水解酸化-BSFB-气浮-A2/O处理木糖醇废水［J］.给水排水,2009（35）：65-68

3万成志，玉米芯生产木糖的工艺技术[J]；应用科技；1998年07期

4郑建仙.《木糖醇生产技术》. 北京:化工出版社,2010

5牟晓红. 木糖醇生产生命周期分析[J]. 2008(3):8-12

6沈戮,张韶英. 甘蔗生产木糖的工艺探索[J]. 广东化工,1999(6):35-36

7曾梅,宾东梅. 木糖醇制取工艺研究[J]. 中国林副特产,2002(2):28-29

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。