【正文】 文章信息：文章歷史：2007年11月30接收，2008年3月14日修訂格式，2008年3月23日被接受，2008年3月30日發(fā)表登刊。關(guān)鍵詞：一體式膜生物反應(yīng)器、煉油廠(chǎng)廢水、高有機(jī)負(fù)荷率、溶解性微生物產(chǎn)物、苯酚去除率。摘要：采用浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（ SMBR ）恒定滲透FLX經(jīng)營(yíng)對(duì)煉油廢水（含油流）進(jìn)行了處理研究。在操作過(guò)程中，長(zhǎng)期的高有機(jī)負(fù)荷率在膜生物反應(yīng)器中通過(guò)用高強(qiáng)度酚醛廢水，石油精煉廠(chǎng)也產(chǎn)生了以油為飼料的混合應(yīng)用。對(duì)高有機(jī)負(fù)荷的影響進(jìn)行了評(píng)估有關(guān)的有機(jī)物和酚類(lèi)的去除效率。在網(wǎng)絡(luò)連接反應(yīng)前后負(fù)荷率影響是否明顯的也進(jìn)行了評(píng)估，包括對(duì)生產(chǎn)的可溶性微生物產(chǎn)物，即多糖和蛋白質(zhì)，和由膜保持這些化合物的作用。該膜具是該過(guò)程中的關(guān)鍵作用因素，因?yàn)樗謩e提高了COD和TOC去除率達(dá)17 ％和20％ 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了即使有這樣復(fù)雜的飼料，膜生物反應(yīng)器長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)表明其具有在高強(qiáng)度飼料中實(shí)現(xiàn)高苯酚去除率的能力。 引言 膜生物反應(yīng)器(mbr)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)和市政污水處理,因?yàn)闇p少了激素替代療法,污泥產(chǎn)量低,滲透質(zhì)量,可以適合重用[1 6]。MBR技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用已獲得關(guān)注,因?yàn)檫@些特性,而且還因?yàn)榻研缘倪^(guò)程,允許操作沖擊加載率和液壓波動(dòng)(7) 。對(duì)治療油性煉油廠(chǎng)廢水在MBR報(bào)道,尤其是高強(qiáng)度含油廢水氨氮濃度高的。高有機(jī)負(fù)荷的影響,在這樣的系統(tǒng)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。廢水鹽度也是一個(gè)阻礙因素對(duì)降解性能。煉油廠(chǎng)污水的特點(diǎn)是存在的幾種芳烴和無(wú)機(jī)物質(zhì)。由于煉油廠(chǎng)廢水多樣性和復(fù)雜性,酚類(lèi)化合物已經(jīng)被接受為一個(gè)合適的化合物給的指示生物降解的性能。然而,酚類(lèi)化合物的存在降低了其他化合物的生物降解[8] ，也去除營(yíng)養(yǎng)物，當(dāng)酚濃度超過(guò)400mg每升 [9]。芳族化合物具有阻礙作用的活性污泥體系的絮凝過(guò)程中，當(dāng)污泥接收沖擊負(fù)荷與酚的混合物在一個(gè)煉油廠(chǎng)廢水處理裝置[10] 。一旦反應(yīng)器休克加載，生物固體傾向于反絮凝產(chǎn)生混濁和減少微生物的活性[11] 。這種情況可能會(huì)進(jìn)化，直到處理工藝的徹底失敗，甚至對(duì)于污泥的過(guò)濾性。酚類(lèi)化合物生物降解合成和實(shí)際廢水在其他進(jìn)程取得了深入的研究。酚醛廢水的生物降解,酚類(lèi)化合物濃度約1000毫克L?1,由純粹的固定化細(xì)胞文化研究流化床生物反應(yīng)器,達(dá)到去除效率優(yōu)于90%,盡管水力停留時(shí)間(HRT)來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)果是4天[12]。雖然柔和黃[ 13 ]報(bào)道85％90％的COD去除率和苯酚近100％降解，而在田間 FIM生物反應(yīng)器與8小時(shí)HRT處理煉油廠(chǎng)廢水，廢水中酚的濃度相對(duì)低，大約30毫克每升 。人們普遍認(rèn)為苯酚分子而由比其它化合物具有更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微生物優(yōu)選的。另外，沒(méi)有報(bào)道頑抗化合物的存在（或不存在） 。Hsien and Lin [14] 研究了含酚廢水的生物降解在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的田間生物膜反應(yīng)器。酚濃度的飼料中為72毫克每升，與12小時(shí)的停留時(shí)間反應(yīng)器的操作導(dǎo)致了94％的苯酚的去除效率。作者并沒(méi)有報(bào)道頑固或有毒化合物是否存在于含酚廢水。這類(lèi)物質(zhì)會(huì)損害該方法的效率，甚至由于反應(yīng)降低酚在飼料的濃度。流程的常規(guī)活性污泥一步處理油田采出水被發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)酚類(lèi)去除效率約61%[15]的原始濃度()。然而,V180。azquez et al[16]發(fā)現(xiàn)pH值增加到8改進(jìn)的酚類(lèi)化合物的生物降解允許96%的去除效率。BarriosMartinez et al[8]報(bào)道100%苯酚的去除率最高治療含有較高的酚類(lèi)化合物的合成廢水濃度(～1000毫克每升)在外部使用適應(yīng)生物質(zhì)膜生物反應(yīng)器。在這種工作,一個(gè)煉油廠(chǎng)廢水處理在一體式膜生物反應(yīng)器(SMBR)為了評(píng)估流程的可行性替代目前使用的傳統(tǒng)活性污泥法的煉油廠(chǎng)。最終的目標(biāo)是結(jié)合過(guò)程的引入,在SMBR滲透滲流粒狀活性炭過(guò)濾器(GAC),頑固的有機(jī)物去除。廣汽提要一個(gè)電滲析單元的廢水,溶解鹽去除,最終廢水生產(chǎn)適合冷卻塔系統(tǒng)的重用。適應(yīng)后一步,SMBR與油性流操作,高強(qiáng)度酚醛廢水被添加到飼料,以評(píng)估反應(yīng)堆的性能對(duì)膜的污染和化學(xué)需氧量(COD)的去除效率,總有機(jī)碳(TOC)和酚類(lèi)化合物。在操作期間,聚醚酰亞胺膜過(guò)程中所扮演的角色進(jìn)行了研究。的影響的結(jié)合污水可溶性微生物生物量增長(zhǎng)和生產(chǎn)產(chǎn)品(SMP),這主要是由多糖(PS)和蛋白質(zhì)(PT)也解決了。實(shí)驗(yàn) 活性污泥和煉油廠(chǎng)污水廢水處理是一種油性流(OS)從FCC原油脫鹽過(guò)程與酸性廢水混合單元,并從原油儲(chǔ)罐油污水排水。酚醛廢水(PW)從底部排出的裂化汽油增加了坦克增加內(nèi)容提要中的頑固的化合物。兩種污水PW和操作系統(tǒng)有很高的NH4 + 和一些鹽度( g L?1)。目前,該系統(tǒng)是采用傳統(tǒng)活性污泥法與其他流混合后在精煉過(guò)程中生成的。PW生物降解更困難,因?yàn)樗奶匦?通常導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p傷活性污泥?；钚晕勰嗍遣蓸釉诎臀魇蜔捰蛷S(chǎng)在巴西,和沉淀達(dá)到總懸浮物濃度大約10 g L?1之后,污泥在33天,與會(huì)SMBR,處理含油廢水的特征如表1所示。表1：含油廢水的描述(OS)CN?1(mg L?1)Cl?1(mg L?1)NH4+N (mg L?1)S?2(mg L?1)平均值1084110范圍79252615331 表2：酚醛廢水?dāng)?shù)值描述(PW)COD (mg L?1)Phenols (mg L?1)NH4+N (mg L?1)平均值55754628范圍2,278–145,455523–875500750砂濾器的含油廢水之前過(guò)濾來(lái)減少油脂含量從400毫克每升到50毫克每升注入反應(yīng)堆。三聚磷酸鈉是按100COD：2P的比添加到飼料以提高微生物的活性,由于廢水不含磷。添加三聚磷酸鈉后,反應(yīng)堆的pH值約為8。在的第34天操作中,操作系統(tǒng)是結(jié)合酚類(lèi)廢水,高酚類(lèi)化合物濃度的描述如表2所示。生成操作系統(tǒng)OS和PW都在同一個(gè)煉油廠(chǎng)的活性污泥樣品。反應(yīng)堆操作了三種不同的操作條件對(duì)廢水如表3所示。第一個(gè)指的是適應(yīng)和污水污泥的運(yùn)行條件,而第二個(gè)是有關(guān)高有機(jī)負(fù)荷操作和第三是操作與常規(guī)廢水流量用于煉油廠(chǎng)。 試驗(yàn)裝置SMBR在這項(xiàng)研究中的應(yīng)用如圖1所示[17]。,100平方米面積和多孔石擴(kuò)散器插入。操作是由交替與空氣過(guò)濾反洗保持滲透通量常數(shù)。列出了操作條件如表4所示。表3：廢水實(shí)驗(yàn)期間使用階段周期/天廢水包含PW:OSCOD (mg L?1)Phenols (mg L?1)NH4+N (mg L?1)1133OS616177。23114177。21109177。2823463OS+PW1：61010177。4586177。2a159177。41a36493OS+PW1：240765177。18712177。23124177。14a高峰值添加PW的第一天沒(méi)有考慮 圖1SMBR示意圖:(1)流量計(jì),(2)空氣擴(kuò)散器,(3)膜絞,(4)水庫(kù),(5)蠕動(dòng)泵,(6)電磁閥,(7)空氣分離罐,(8)真空泵,(9)容積式泵,(10)變頻器,(11)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),(12)個(gè)人電腦,(13)滲透 表4：SMBR的操作條件荷爾蒙替代療法(h)~空氣流量(升/分鐘)過(guò)濾時(shí)間(分鐘)反洗時(shí)間(分鐘)空氣反洗壓力(bar)液體滲透通量((L m?2h?1bar?1)1517溫度(?C)～ 這樣的操作條件允許的操作沒(méi)有化學(xué)清洗絞。機(jī)械清洗時(shí)會(huì)執(zhí)行跨膜壓力(TMP)。反應(yīng)堆的污染膜絞紗被撤回,用自來(lái)水加壓,回到操作。這個(gè)過(guò)程就足以消除累積生物量的四肢絞紗,。 膜 中空纖維膜由聚醚酰亞胺(裴,聚醚酰亞胺1000,通用電氣)是由濕紡使用相轉(zhuǎn)化過(guò)程[18]。膜形態(tài)的掃描電鏡(SEM)分析了徠卡S440顯微鏡,在濺射銀?？紫洞笮『捅砻婵紫抖冗M(jìn)行評(píng)估通過(guò)膜 顯微照相術(shù)的圖像分析。膜表面的親水性是由接觸角測(cè)量與蒸餾水Sigma 70張力計(jì)。液壓滲透率測(cè)量與蒸餾水SMBR裝置兩膜制成的棉衣,同一批次的膜?？諝饽媪飨礈炷Ｊ疥P(guān)掉電腦界面,進(jìn)行透水性的決心。 分析方法COD、總懸浮固體(TSS)和揮發(fā)性懸浮固體(VSS)濃度測(cè)定根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法中描述的過(guò)程[19]。TOC在TOC分析儀進(jìn)行測(cè)定(日本島津公司、日本、5000型)。苯酚濃度進(jìn)行分析與r 8012工具包由美國(guó)凱邁提供的。鹽度測(cè)量電導(dǎo)率(Quimis 400噸探針),結(jié)果被表示為Cl?1濃度(g L?1)校準(zhǔn)曲線(xiàn)。濾紙過(guò)濾的方法也被Koppes et al所用[20]，是一個(gè)非常有效的工具在評(píng)價(jià)活性污泥的過(guò)濾性從MBR收集植物,因?yàn)樗芎?jiǎn)單和快速。在這種方法中,活性污泥的50毫升樣品是通過(guò)繪畫(huà)紙42紙過(guò)濾器過(guò)濾。滲出液的體積在5分鐘收集了指數(shù)的濾過(guò)率是否影響跨膜壓力的增加,活性污泥在過(guò)濾?；钚晕勰嗍钦f(shuō)有一個(gè)良好的過(guò)濾性當(dāng)過(guò)濾收集的數(shù)量是10毫升或更多。滲出量等于或小于5毫升正是可憐的過(guò)濾性?？扇苄晕⑸锂a(chǎn)品(SMP)測(cè)定滲透和離心后的上清的活性污泥法的樣品(15分鐘,2000g)使用的方法布拉德福德(21)與牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)測(cè)定的方法杜布瓦等。[22]把葡萄糖作為多糖分析的標(biāo)準(zhǔn)。圖2：貝聿銘的外表面膜的顯微照片(放大20000)所有的分析都是在每周3次的基礎(chǔ)上執(zhí)行。在有機(jī)加載率高的操作,參數(shù)評(píng)估每天,每周進(jìn)行三次后,取樣一次。結(jié)果與討論 膜特性描述顯微照片所示為中空纖維外表面，如圖2所示，此圖用于圖像分析平均孔徑和表面孔隙度的重點(diǎn)。在以前的工作[18],這是發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)上顯著的孔隙大小估計(jì)得到的測(cè)量約1400毛孔。在這個(gè)工作中,大約6600個(gè)毛孔在圖像分析測(cè)定，此圖由Linux所拍。孔隙大小分布也與圖像分析的結(jié)果確定。觀(guān)察之前,孔隙大小分布遵循對(duì)數(shù)正態(tài)分布法(18,23)。累積頻率,觀(guān)察孔隙直徑被用作輸入變量的對(duì)數(shù)正態(tài)分布分布參數(shù)的估計(jì)。情節(jié)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其適應(yīng)和概率密度函數(shù)如圖3所示。圖3(a)表明,90%,適合之間的協(xié)議與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)非常好。因此，孔隙大小分布很窄，如圖3(b)所示。結(jié)果表面孔隙大小(d),表面孔隙度(ε)、接觸角(),透水性(Lp)、纖維內(nèi)徑(di)和纖維外徑(do)如表5所示。表5 膜的特點(diǎn)d(181。m)177。ε(%)177。θ(o)177。Lp(L m?2h?1bar?1)177。di (181。m)177。do(181。m)1195177。15表面孔隙大小(d)、表面孔隙度(ε)、接觸角(),透水性(Lp)、纖維內(nèi)徑(di)和纖維外徑(do)。圖3(a)累積頻率膜孔隙大??；(b)膜孔隙大小分布高接觸角值描述疏水膜,特別適用于空氣逆流洗滌的目的,因?yàn)樘峁┑牡妥枇εc水接觸時(shí)表面張力。因此,疏水膜通常需要較低的空氣壓力在空氣倒流。雖然給出的中空纖維接觸角低于90?(如表5),空氣反洗操作沒(méi)有阻礙和空氣壓力可以設(shè)定在3bar。 有機(jī)物的去除大幅度降低COD和TOC的去除效率，觀(guān)察操作期間,如圖4和5所示，也取得了良好的有機(jī)物去除的過(guò)程，尤其是考慮到特征污水和荷爾蒙替代療法。鹽度不影響有機(jī)物去除效率,因?yàn)槁葷舛缺３衷诘臀? g L?1, g L 1。在所有的三個(gè)階段,有影響COD和TOC濃度的變化。在第一個(gè)33天,單位運(yùn)營(yíng)與操作系統(tǒng)廢水只和MBR達(dá)到平均67%,COD的去除率平均生物量去除效率,由上層的評(píng)估,達(dá)到64%。表6給出了比較滲透的COD去除效率和操作上清的三個(gè)階段。較低的值(15%)MBR COD去除效率指的是一個(gè)單點(diǎn)的圖形圖4(29日),它不能被認(rèn)為是一種趨勢(shì)。平均COD滲透結(jié)果約180毫克每升，可能是因?yàn)榇嬖趶?qiáng)堿、強(qiáng)氧化性的無(wú)機(jī)化合物,如干擾物已經(jīng)在文獻(xiàn)報(bào)道[15]的飼料和頑固的物質(zhì)。圖4 COD成分，滲透，SMBR的上清液表6 比較MBR COD去除效率和生物質(zhì)去除效率三個(gè)階段的操作階段MBR COD去除率(%)生物質(zhì)COD去除率(%)a115–79 (67)40–73 (64)248–77 (61)36–77 (53)341–69 (58）25–53(41) a由上層評(píng)估所得。顯示為括號(hào)之間的平均值。在第二個(gè)階段,有機(jī)加載速率增加了附加的酚醛廢水系統(tǒng),COD的主要成分從 400毫克每升升至約1000毫克每升。提高后,COD濃度下降隨著時(shí)間的推移,由于變化的影響,達(dá)成850毫克每升。再次,可以看到在這個(gè)過(guò)程中膜的作用:有顯著差異滲透和上層的結(jié)果,和COD去除率平均效率表明,mem膜生物質(zhì)COD去除效率提高了約9%(如表6)。圖5 TOC成分,滲透,SMBR的上清液表7 比較MBR TOC去除效率和生物質(zhì)去除效率三個(gè)階段的操作階段MBR TOC去除率(%)生物質(zhì)TOC去除率(%)a157–87 (79)15–86 (59)258–82(70)59–79 (71)341–64 (54）15–49(35) a由上層評(píng)估所得。顯示為括號(hào)之間的平均值。在第三階段,膜保留似乎高于觀(guān)察在前面的階段和生物量的減少COD去除效率,因?yàn)橛袡C(jī)負(fù)荷的變化(減少)成分和無(wú)機(jī)和/或有毒物質(zhì)含量增加添加酚醛廢水。上清液COD的結(jié)果普遍高于觀(guān)察滲透,COD之間的比較數(shù)據(jù)獲得滲透和上清在第一階段導(dǎo)致滲透值低16%。第二和第三階段提出了平均COD滲透結(jié)果22%和46%低于各自的浮在表面的值,它描述了反應(yīng)器中膜的作用,也表明,膜隨時(shí)間變得更有選擇性。可能會(huì)注意到在圖5中TOC變化的影響在所有操作階段。TOC濃度增加上清驗(yàn)證了在第一個(gè)12天的行動(dòng)中,這可能是生物適應(yīng)的結(jié)果。之后,上清幾乎相同的濃度滲透。在第二次手術(shù)階段,在高有機(jī)負(fù)荷飼料,觀(guān)察到同樣的趨勢(shì):滲透和上清幾乎相同的TOC去除效率,這意味著膜作為生物屏障,與鱈魚(yú)的結(jié)果。重要的是要注意,鱈魚(yú)結(jié)果獲得以前沒(méi)有過(guò)濾的樣品,這需要TOC分析。然而,高TOC去除結(jié)果即使獲得高有機(jī)負(fù)荷成分(表7),表明10 h的荷爾蒙替代療法是足以實(shí)現(xiàn)令人滿(mǎn)意的有機(jī)的去除率的。在第三個(gè)