废水治理论文：IMC技术在废水治理的运用

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本文作者：曾志航作者单位：惠州市保家环境工程有限公司

各种imc载休的性能比较

适用于废水处理的理想的IMC载体应该是对生物无毒,传质性能良好,机械强度高，寿命长,固定操作容易,且价格便宜。对按图1制备的琼脂、明胶、海藻酸钙(简称SA)、聚乙烯醇(简称PVA)和丙烯酞馁(简称ACRM)5种凝胶作为IMC载体时的机械强度、传质性能等比较结果如下:1)在5种包埋剂中,琼脂机械强度极差,无实际工程应用价值；2)ACRM凝胶中未聚合的单体对生物有毒,且在聚合过程中发热,对细菌杀伤大;传质性能较差,IMC小球内的微生物增殖不好;固定操作不易；3)明胶强度较低,内部结构密实,传质性能较差；4)SA凝胶和PVA凝胶,机械强度较好;电镜观察表明内部呈多孔结构,对生物的毒性小,固定操作容易。5种IMC载体的各性能比较见表2。对SA凝胶和PVA凝胶进一步的研究表明:PVA凝胶的机械强度优于SA凝胶,但SA凝胶的传质性能比PVA凝胶好。将两种IMC小球置于红墨水中,30min时,红墨水沿半径5.Omm的PVA小球径向仅扩散进入0.6mm~0.8mm,而SA小球几乎全部变红。在稳定性方面,SA凝胶易在PO2溶液中溶解,pH>10时,容易破碎；而PVA性能受pH变化影响甚微,但PVA由于交联不彻底,有小量TOC溶出。通过用Na2:CO3:事先将硼酸溶液的pH调到6.7左右,再进行交联,可减少TOC溶出,并可增加高温时凝胶强度的稳定性。综合以上结果,目前较为合适的IMC载体为PVA,但需对传质性能进一步改善。

IMC处理洗衣粉废水效果

随着运行时间及LAS降解速率增加,运行到第八天,降解速率达最大,在进水LAS浓度40mg/L时,在3h内就可将LAS降解97.8%。当进水LAS浓度升高为70mg/L时,LAS的降解速率并没有因为其浓度的提高而降低很多。但随着运行时间的增加,PVA小球的活性有所下降。运行到20天,3h的LAS去除率只有81%。这可能是由于LAS降解产物中有不利于LAS降解菌生长的物质产生,积累到一定量时,导致PVA小球活性下降。采用低浓度LAS进水对PVA小球进行活化培养，可恢复PVA小球的活性，反复使用。半连续试验进行了几个月，结果表明PVA小球一直保持了良好的强度，没有破碎。

IMC处理四环素废水效果

如图3所示，在进水COD浓度<3500mg/L，即产酸相出水COD<3000mg/L时，IMC产甲烷相的COD去除率为65%~70%，以二相计时，COD去除率为73%左右。而UASB产甲烷相的COD去除率为60%~65%，以二相计时，COD去除率为69%左右。当进水COD浓度>3500mg/L时，UASB受冲击负荷的影响，COD去除率明显下降，即使进水COD浓度又下降到3000mg/L左右时，其COD去除效果仍恢复较慢。相比之下，IMC反应器受进水冲击负荷影响较小。由此可见，IMC反应器比UASB反应器处理效率高，抗冲击负荷能力强主要是因为在UASB反应器中，废水中含有大量对微生物有抑制性的四环(COD=300Omg/L时，四环素浓度约为20Omg/L)，反应器内难以生成颗粒污泥，维持较高污泥浓度。经观察，UASB反应器内的污泥大部分集中在反应器底部，污泥层占反应器总体积的50%，污泥浓度约为15.6gVSS/L。而在IMC反应器中，由于IMC的利用，可人为高浓度地维持反应器内的污泥浓度。IMC均匀分布在整个反应器内，堆积体积占反应器总体积的89%，污泥浓度约为17gVSS/L。此外，在抵抗四环素毒性方面，IMC也比UASB更具有优势。如图4所示，在四环素浓度高达700mg/L时，UASB污泥的甲烷产量已降低了50%，而IMC的甲烷产量变化却不大，这主要是由于在非固定的悬浮污泥系统中，微生物与四环素直接接触，受其毒性的影响较大。而在IMC系统中，废水中的四环素必须先经扩散才能进入IMC小球内部。由于扩散作用，从IMC小球外部到内部，四环素浓度由高变低，其毒性减小。此外，在四环素扩散过程中，伴随微生物对四环素的降解，使其毒性进一进减轻。IMC的这种抗有毒物毒性能力强的特点更增加了IMC反应器抗冲击负荷的能力及运行的稳定性。此外，IMC反应器出水的SS比UASB反应器少，在高负荷时UASB反应器出水的SS明显增加。试验两个多月，IMC小球除个别破碎外，大部分完好。