膜生物反应器处理医院污水的应用研究.docx

膜生物反应器处理医院污水的应用研究许 宁 ,李志富 ,冯文华(泰山医学院工程学院 ,山东 泰安 271000)摘要 :目的 研究生物反应器 - 中空纤维膜处理医院污水的可行性 。方法 对医院污水进行处理 ,并定时分析处理前后水中 COD 、N H3 - N 、大肠杆菌 、浊度 。结果 对 COD 、N H3 - N 去除率均达 90 %以上 ,大肠杆菌的去除 率接近 100 % ,出水浊度保持在 1N TU 以下 ,水质优于 GB8978 - 1996 的一级指标 。增设粗分离器后 ,延长了膜清 洗周期 、膜通量平均提高 25 % 。结论 膜生物反应器处理医院污水在技术上是可行的 。关键词 :膜生物反应器 ;医院污水 ;去除率中图分类号 : R12313 文献标识码 :A 文章编号 :100427115 (2003) 0320216204Practical study of membrane biological reactor for treatment of hospital waste waterXU Ning , L I Zhi2f u , FEN G Wen2hua( School of Engineering , Taishan Medical College , Taian 271000 ,China)Abstract : Objective : To study the feasibility of treating hospital wastewater by thye use of Biological Reactor - Hol2 low Fiber Membrane1 Methods : Hospital wastewater was treated and COD , N H3 - N ,colon bacillus and turbidity were analyzed before and after treatment at regular intervals1 Results : The removal rate of COD , N H3 - N could exceed 90 % and that of colon bacillus approached 100 %1 The effluent turbidity after treatment was below 1N TU and its quality was above the first - rate discharge standard of GB8978 - 19961 The washing period could be prolonged and the flow of mem2 brane was increased by 25 % after the primary separator was installed1 Conclusion : Membrane biological reactor for treat2 ment of hospital wastewater is feasible in technology1Key words : membrane biological reactor ; hospital wastewater ;removal rate医院污水是细菌病毒较为集中 ,最具繁殖能力 的水体 ,我国专门制定了医院污水的排放标准 。目 前国内医院普遍采用一级处理加消毒工艺 ,少数条 件好的医院采用二级生物处理加消毒工艺 1 。其 固液分离一直沿用占地面积大 、耗时 、低效的自然沉 降法 。常用的液氯消毒必须有专用贮存设备和加氯 设备 ,投加设备结构复杂 ,易被腐蚀 ,危险性较大 ,余 氯控制不当时易造成二次污染 ,因而在人口集中的 区域使用受到限制 。近年来 ,将膜分离技术与生物 反应器结合 ,形成了高效的新型水处理方法 - 膜分 离活性污泥法 (MSAS) 2 。膜分离技术具有高质量出水 ,能维持高效活性 污泥和较高的硝化效率等特点 ,日益受到重视 ,应用 范围也愈来愈广 3 ,4 。国内已有少数医院利用该技 术进行污水处理实地试验研究 , 取得了良好的效果 5 ,6 。但是 ,作为污水生物处理固液分离的膜 ,因 污水中固状废物量大 、物理和化学性质复杂 ,在膜分 离过程中 ,当膜表面形成浓差极化时 ,膜的传递性能 以及分离性能迅速衰减 ,这会大大影响膜分离器工 作效率 ,缩短其使用寿命 。对污水处理而言无疑将 直接导致处理成本的增高 , 以至带来更严重的后 果 7 。虽然 有关膜清洗的研究很多 , 如增高流速 法 、装设湍流促进器 、搅拌法等 8 ,9 ,但对连续运行 的污水处理膜装置 ,现有的清洗方法还存在功率消 耗大 、系统压力大 、膜清洗困难 、透水率增加不明显 、 使用寿命缩短等问题 。因此 ,在处理流程中尽可能 减少进入膜组件的污泥量 ,同时控制恰当的操作条 件 ,是延长清洗周期的有效方法 。所以 ,本研究提出 生物处理 - 粗分离 - 膜分离污水处理流程 ,处理医 院污水 ,以探索其工艺的可行性 。 作者简介 :许宁(1961 ) ,男 ,江苏南京人 ,本科 ,高级工程师 。现从事水污染控制工程的教学和科研工作 。1 试验内容111 实验工艺流程试验流程如图 1 所示 ,污水经泵输入液位控制 箱 ,而后进入生物反应器 。空气经鼓风机加压 、通过 计量进入曝气管 。用压缩空气曝气 ,一方面将空气 中的氧溶解到泥水混合液中 ,为活性污泥中的好氧 菌所利用 ;另一方面使活性污泥处于悬浮状态 ,更好 地与污水接触 10 。生物反应器选用 PVC 材质的窄 箱式反应器 ,有效容积为 0112 m3 ,内设折流板 。生 物反应器出水经加压泵后 ,一条管路进入粗分离器 , 去除大部分污泥后的混合液进入 1 # 中空纤维膜分 离器 ,分离出清水 ,所余混合液循环至生物反应器 , 多余污泥由粗分离器排出 。加压泵后的另一条管路 直接进入 2 # 膜分离器 。两台膜分离器每天只运行 1 台 ,第 2 天切换到另一台 。112 膜组件实验选用聚丙烯材质中空纤维膜组件 ,总有效 面积为 3144 m2 ,每根纤维有效长度为 800 mm ,膜 的微孔径为 01065 m ,中空纤维内外径分别为 400 m 和 460m 。整个膜组件安装在耐压圆筒中 ,构 成类似于列管换热器的膜分离器 ,试验中并联两个1 - 液位箱 2 - 曝气生物反应器 3 - 粗分离器 4 - 1 # 膜分离器 5 - 2 # 膜分离器图 1 试验装置流程同等规格的膜分离器 。113试验用污水 、污泥 试验用水取自本市某综合性医院污水处理装置的沉淀池出水 ,其水质情况见表 1 。实验中为使装 置适应污水负荷波动性 ,中间也可用人工配水的方 式进行调节 。接种的活性污泥取自本市污水处理厂 二次沉淀回流污泥 。表 1 试验用水水质CODCrBOD NH3 - N 浊度PH大肠杆菌群落mg/ Lmg/ Lmg/ LN TU个/ L75 - 325 21 - 47 27 - 55 15 - 31 615 - 713 2400 - 1100002试验结果及分析211装置运转及控制生物反应器中按 45 g/ L 污水的浓度投放活 性污泥 ,直到系统进出水平衡为止 ,池中氧浓度控制 在 2 3 mg/ L 。加压泵出口压力控制在 0110 0112 Mpa ,循环泵出口压力与之相同 。流量按膜面流速 112116 m/ s 控制 ,尽量减少浓差极化现象 。 在运行中 ,每天定时从粗分离器排出污泥 。将出水 的 CODCr值作为控制指标 ,不断监测生物反应器中 溶解氧的浓度 ,间断分析生物反应器进水 、膜分离器 进出水的 COD 、BOD 、ML SS、浊度 、N H3 - N 及大肠 杆菌等指标 ,用出水量来衡量膜通量随运行时间的 变化 。212生物反应器出口 ML SS 和粗分离器出口膜通 量试验 中 每 天 从 生 物 反 应 器 出 口 取 样 测 定 ML SS ,分阶段测定经过粗分离器和不经粗分离器 时每天的膜通量如图 2 所示 。整个过程中 ,每个膜 分离器只在运行 15d 后用清水进行一次简单的物理 清洗 。膜 分离器在 0110 0112 Mpa 的压力下运 行 ,初始膜通量 1 # 和 2 # 分别是 2912 L/ ( m21h) 和 2915 L/ ( m21h) , 分别运行 5d 后 , 1 # 下降至 2113 L/ ( m21h) , 2 # 下降至 1116 L/ ( m21h) ; 运行 15 d 后 ,1 # 下降至 1211 L/ ( m21h) ,2 # 下降至 814 L/ ( m21h) ,至分别运行 26d 后逐步趋于一致 。生物反应器内 ML SS 初始浓度为 4200 mg/ L , 每运行 1 d ,分别从生物反应器中或粗分离器中取出 400500 ml 的污泥 。整个运行过程中 ,生物反应 器中 ML SS 基本稳定在 40005000 mg/ L ,后期逐 渐升高 ,最高达到 8000 mg/ L 左右 。从图 2 看出 ,运行粗分离器后 ,多余的污泥从粗 分离器排出 ,减少了膜分离器进水中的污泥含量 ,对 延长较高膜通量的运行时间有明显效果 。整个运行 期间 ,运行粗分离器时的膜通量比不运行粗分离器 时平均高 25 %左右 。如运行 15d 后 ,1 # 膜分离器 的膜通量仍然高于运行 5d 后 2 # 膜分离器的膜通 量 。213对 COD 去除效果运行中对生物反应器进口 ,膜分离器出口的水 质进行定期分析 ,变化情况如图 3 所示 。由于接种的是污水处理厂的回流污泥 ,因此不 需进行驯化便达到较高的 COD 去除率 ,整个运行期 间膜出水除开始两天超过 50 mg/ L 以外 ,其余时间 均在 2040 mg/ L ,去除率稳定在 90 %以上 。而且 该系统在较短 HRT ( 3h 以内) 、较高的溶剂负荷和 COD 负荷大幅度波动 (75352 mg/ L) 下 ,膜分离器 出水 COD 保持在稳定状态 。由于系统污泥负荷较 低 ,图 3 与图 2 比较看出 ,出水 COD 与 ML SS 变化 没有明显的关系 。图 2 膜通量及 MLSS 变化215 降低浊度的效果在系统运行中 ,监测进入生物反应器污水的浊 度在 1531N TU 之间 ,膜分离器出水浊度 ,第 1 d 和第 2 d 均在 6 N TU 以上 ,以后逐步下降 ,到第 4 d 已降到 3 N TU 以下 ,从第 10 d 开始降为 1 N TU 以 下 。中间清洗膜后上升到 4 N TU ,此后两天又下降 到 2 N TU ,到第 5 d 降到 1 N TU 以下 。可见膜表面 的凝胶层的形成增强了膜对微小胶体物质的拦截作 用 ,对降低出水浊度的效果明显 。216大肠杆菌的去除 试验过程中的污水都是定期取自综合性医院沉淀池中未经消毒处理的污水 ,生物反应器进口污水 中大肠杆菌含量波动较大 , 其大肠杆菌群落数在 2400110000 个/ L 之间 。对膜分离器进口同步监 测发现大肠杆菌数与生物反应器进口十分接近 ,对 膜分离器出水监测发现大肠杆菌数最高为 170 个/ L ,平均为 110 个/ L ,去除率接近 100 %。由此看出 , 生物反应器对大肠杆菌几乎没有去除作用 ,去除作 用主要由膜分离器承担 ,这是因为所选的中空纤维 膜孔径小 、比表面积大 、吸附能力强 ,可将大分子的 大肠菌群截流在循环污水中 ,这也提醒我们对系统 中排出的污泥必须进行彻底消毒方能弃置 。217膜分离器出水质量 稳定运行期间对膜分离器出水进行定期监测 ,其监测值列于表 2 ,并与 GB8978 - 1996污水综合 排放标准中的一级标准比较 ,膜分离器出水水质指 标优于国家一级排放标准 。表 2 膜分离器出水水质CODCr项目mg/ LBODmg/ LNH3 - Nmg/ L浊度N TU大肠杆菌 个/ L图 3 膜分离器进出水 COD膜分离器出水 排放标准3结论 30150 015100 21225 3 170500214对 N H3 - N 的去除效果 对生物反应器进水和膜分离器出水中 N H3 - N定期进行分析 ,1d 时 ,进水 N H3 - N 为 34 mg/ L ,出 水 N H3 - N 为 311 mg/ L 。2d 时 ,进水 42 mg/ L ,出 水为 217 mg/ L 。此后无论进水 N H3 - N 如何波动 , 出水中 N H3 - N 稳定在 212mg/ L 以下 ,试验过程中 对生物反应出水和膜分离器出水的 N H3 - N 进行 了 5 次同步监测 ,数据相差很小 ,表明 N H3 - N 的 去除主要是由生物反应器完成的 。膜分离器对此类 无机小分子几乎没有拦截作用 。(1) 利用生物反应器 - 中空纤维膜处理医院污 水 ,从出水水质看 ,完全能够达到国家关于污水的排 放标准 ,整个工艺在技术上是可行的 ,处理后的水可 作为绿化 、冲厕 、景观等中水使用 。(2) 生物反应器在较短 HRT ( 1 3 h) 内 , 使 COD 、N H3 - N 的去除率稳定在 90 %以上 ,原因是 生物反应器中高 ML SS 浓度使单位体积污泥活性 远远高于传统方法 。这为装置小型化 、节约用地创 造了条件 。(3) 运行粗分离器对膜分离器的膜通量提高和 清洗周期的延长有明显的作用 。从所使用的离心式 分离器运行效果看 ,分理出的污泥中大粒径颗粒含 量较多 ,其对生物反应器中微生物特性和污泥生物 性影响有待进一步研究 。另外 ,离心分离器的形式 和流体力学特性也需深入研究 。(4) 作为医院污水处理 ,除大肠菌群的去除 ,对 其它病毒 、细菌的去除效果也应作为研究的主要内 容 。由于取样的隔离技术和手段不配套 ,本次未作 此项研究 ,待下一步创造条件后继续研究 。参考文献 :Megaw Hill ( ED) 1Water Treatment : Membrane Processes ,1996 ( Chapter17) 1 4 郑祥 ,朱小龙 ,张绍圆 ,等 1 膜生物反应器在水处理中的研究与应用J 1 环境污染治理技术与设备 ,2000 ,1 (5) :1221615 许振良 1 污水处理膜分离技术的研究进展 ( 一) J 1 净水技 术 ,2000 ,18 (3) :32616 许振良 1 污水处理膜分离技术的研究进展 ( 二) J 1 净水技 术 ,2000 ,19 (4) :3261 7 芮延年 ,郭旭红 ,刘文杰 1 超声振动强化膜分离过程机理的研 究J 1 环境污染治理技术与设备 ,2002 ,6 :432461 8 吴克宏 ,邓正栋 ,谢思桃 1 医院污水处理技术综述J 1 工业用 1 马世豪 1 医院污水污物处理 M 1 北京 : 化学工业出版社 , 9 水与废水 ,2001 ,32 (1) :402421邢传红 ,文湘华 ,钱易 1 管式膜 - 生物反应器处理城市污水的20001572681 2 唐受印 ,戴友芝 1 水处理工程师手册 M 1 北京 : 化学工业出 10 工艺设计J 1 中国给水排水 ,1999 ,15 (1) :1241丁杭军 ,文湘华 ,黄霞等 1 一体式膜 - 生物反应器处理医院污版社 ,2000129923041水J 1 中国给水排水 ,2001 ,17 (9) :1251 3 Manam1J , Sanderson , E1Membrane bio - reactors M 1 In :(收稿日期 2002212227)病毒性角膜 - 葡萄膜小梁炎治疗体会曹际新 ,朱风云 ,李元彬 ,马义宾(泰山医学院第一教学医院眼科 ,山东 泰安 271000)关键词 :角膜炎 ;葡萄膜炎 ;小梁炎 ;高眼压 中图分类号 : R772 . 2 文献标识码 : 文章编号 :100427115 (2003) 0320219201病毒性角膜炎是眼科常见疾病 ,一旦炎症波及小梁组织形成病 毒性角膜 - 葡萄膜小梁炎 ,则会因其高眼压而增加对视功能的损害。 充分认识 、正确诊断 、及时治疗此病是非常重要的 。近年来我科收治 21 例 ,现将几点体会报告如下。1 临床资料111 一般资料 本组 21 例 ,男 19 例 ,女性 2 例 ,年龄 3163 岁 。患 者均有感冒或病毒性角膜炎病史 。眼胀痛 ,畏光流泪 ,查体 ;视力 011 以下 7 例 。0112013 8 例 ,014015 6 例(含矫正视力) 。角膜树枝 状或盘状浸润 ,弥漫性水肿 ,后弹力层皱褶 ,羊脂状 KP 、房水混浊 ,前 房深浅尚正常 ,瞳孔正常或轻度散大 ,眼压 3260 mmHg。112 诊断标准 病毒感染(感冒 、病毒性角膜炎 、带状庖疹) 病史 ,病 毒性角膜炎的临床特征 ,同时合并羊脂状 KP 、房水混浊 、虹膜水肿 、 眼压升高。114 治疗方法 局部滴无环鸟苷 、双氯酚酸钠 、噻吗心安眼药 ,根据 角膜情况 ,酌情滴激素类眼药 ,必要时结膜下注射聚肌胞或病毒唑 , 口服阿昔洛韦