点击图片查看原图
生物膜法是使微生物群体附着于其它物体表面上呈膜状，并让它和废水接触使之净化的方法。生物膜是由微生物群体组合的粘状物，主要是由垂丝状菌胶团和较多的丝状菌组成。生物膜内层为厌气膜，表面层为好气膜。当生物膜长到一定厚度时，生物膜内层不能支撑其表面的生物群体时，生物膜就瓦解，大块的生物膜开始脱落，同时在填料上又形成新的生物膜，新陈代谢处于良性循环。
生物膜法改进型A／O法也称前置型反硝化生物脱氮工艺，基本原理是工业废水先进入缺氧池与好氧池的回流液混合进行反硝化，利用原水中的有机物作为碳源，将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮转化为氮气从水中逸出，因此，缺氧池的作用是除去COD和硝态氮，反应方程式如下
污水从好氧池进入沉淀池后，夹带的脱落的生物膜被沉淀分离，有机物才能从污水中去除，沉淀池出水一部分排放，大部分通过回流，将硝态氮返回到缺氧池，在异养菌作用下完成反硝化过程，达到脱氮目的。沉淀池排出的剩余污泥经过浓缩脱水后成为干污泥，晾晒后处理。经上述循环后，沉淀池中的污水达到排放标准后，部分排人嫩江。
在积累了有关膜技术处理废水工程经验以及研究了大量文献资料的基础上,本文针对产生废水量大、污染严重的食品(http://www.maoyihang.com/sell/l_32/)工业中的酒精和味精生产废水、大豆、谷物、果蔬、肉类、牛乳和饮料(http://www.maoyihang.com/sell/l_32/)加工废水,以开发应用的实例为重点,讨论微孔过滤(MF) 、超滤(UF) 、纳滤(NF) 、反渗透( RO) 、电渗析( ED) 、渗透汽化(PV) 、膜生物反应器(MBR) 以及组合不同膜法的集精生产的主要工艺。采用连续发酵- PV 膜分离的组合工艺,进行燃料乙醇生产[4 ] ,大大减少了酒精废水产生的量。1988 年法国Betheniville 的甜菜糖厂运用了一套可连续生产4 种纯度乙醇,使用膜面积达2400m2 ,日处理乙醇水溶液为150 000 L 的PV 装置[5 ] 。该甜菜糖厂通过蒸馏- PV 与脱硫相结合的集成工艺处理后,乙醇的纯度和浓度以及排放的废水水质是常规工艺所无可比拟的,生产效益和环境效益都十分显着。
1 处理酵母废水
(1) UF 膜法。*先用离心法去除废水中90 %的悬浮物,再用卷式UF 膜组件,在一定压力和流速下,色度去除率可> 97 % ,浓缩达10 倍,膜寿命预计为5 年。采用8 英寸卷式UF 膜,总膜面积1 176m2 ,在上述操作条件下,处理废水量为200 m3/ d ,与蒸发法相比,每吨废水的处理费用节约了1516 %[6 ] 。去除酒精厂酵母分离产生的废水,即对酒精废液→离心分离→滤渣→干燥→酵母饲料生产过程中离心分离出来的滤液,用热交换器降温*65 ℃(适合UF 膜的运行温度) ,经过滤器预处理后,将清液泵入UF 膜装置处理。UF 膜法回收(http://www.maoyihang.com/buy/)50 %蛋白质,其投资费用为蒸发系统的25 % ,运行费用仅为蒸发浓缩法的20 %。
(2) UF/ NF 组合膜法。采用卷式UF 组件以及复合膜卷式NF 组件,以循环浓缩方式,处理以蔗糖废糖蜜为原料(http://www.maoyihang.com/sell/l_9/)、生产酒精酵母的酵母生产废水[7 ] 。工程运行结果表明,UF 对残糖和氨、氮的分离率一般在15 %～35 %。由于残糖和氨氮是酵母发酵过程中的营养成分,因此UF 透过液可被重新回用于发酵工序。NF 膜对废水的COD 去除率> 90 % ,并接近或达到废水排放标准。采用天然的、正电荷的壳聚糖絮凝剂对酵母生产废水有较好的预处理**,脱色率>60 % ,COD 去除率约20 %。
2 酿酒废水
甘蔗糖厂的副产品(http://www.maoyihang.com/invest/)———糖蜜生产酒精的企业(http://www.maoyihang.com/company/)排放的废水中由焦糖色素产生的COD、BOD 及色度是生物法难以去除的。用MBR 与NF 膜集成工艺处理糖蜜制酒精厂排放废水,出水的COD、色度都达到**一级排放标准,废水回收率> 80 %[8 ] 。表1 列出了采用复合的中空纤维大孔(MF/ UF) 膜装置(大膜面积为由55 支元件组装成的385 m2) 处理酿酒工业废水的**。该复合膜表面涂覆了具有强亲水性和强抗蛋白质粘附性能的PVA ,因此该复合膜对于富含蛋白质的食品工业废水有很好的去除**。经该大孔复合膜处理后,废水中的BOD、SS 的含量都远低于废水排放标准。
