膜生物反应器出水COD 与UV254 之间的线性关系

宫丽娜

(深能合和电力河源有限公司，广东河源 517000)

UV254是衡量水中有机物指标的一项重要控制参数［1，2］。日本于1978 年将UV254值列为水质监测的正式指标，欧洲也已将其作为水厂去除有机物效果的监测指标［3］。金伟等［4］的研究表明紫外吸光度(UV254)与有机物含量(COD)具有良好的线性关系，所以UV254可以间接反映水中有机物的量。COD是污水处理工艺中日常监测的重要指标，重铬酸钾法测定COD 结果准确，重现性好。但是试验回流时间长、测定速度慢、效率低，难以适应现代科学研究和生产实践的要求，而且使用了毒性很大的硫酸汞，带来较严重的二次污染。本研究以膜生物反应器处理的餐饮废水出水为研究对象，通过多组出水CODCr及其UV254分析COD 与UV254之间的相关性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验用水

多次取样、均匀混合的食堂餐饮废水COD 含量极高，故将取来的污水与清水按1∶5 的比例进行稀释后再放入储水罐中，经MBR 处理后的出水作为试验用水。

1.1.2 试验仪器

膜生物反应器(MBR)，日本岛津UV245紫外可见光分光光度计，重铬酸钾回流法测COD 装置。

膜生物反应器主体反应器外形尺寸为直径为190 mm、高为321 mm，采用有机玻璃制成，有效容积为6.64 L。用支架将纤维束膜固定在反应器中央，纤维束膜的顶部(出水口处)与反应器边缘持平，在反应器底部放入曝气泵，作用是使污泥与进水充分混合均匀。在水面能刚好全部淹没纤维束膜处，安装液位感应器，向反应器中加入从吉化公司的二沉池内取出的活性污泥。来水装入储水箱，由潜水泵提升进入反应器。潜水泵的启停由反应器中的高低水位控制，当反应器中的水位在超低水位时潜水泵自动开启，当反应器中的水位在高水位时潜水泵自动关闭。反应器内设置曝气系统。设备的安装简图如图1 所示。

1.2 试验方法

1.2.1 膜生物反应器的调试

MBR 的正常运行才能保证MBR 出水水质的稳定，所以对新搭建的膜生物反应器进行调试。

图1 MBR 设备安装简图Fig.1 Diagram of MBR Equipment

首先，检查液位感应器是否能正常工作。当反应器内液面降低，与感应器金属触头断开时，抽水泵开始工作，向反应器内抽水，液面升高，与金属触头接触时，则停止进水。

其次，检查曝气泵的工作情况。曝气泵的曝气量不应太大，以免刺激微生物产生更多的代谢产物，使膜加快污染;但也不能太小，否则曝气效果不佳，会导致污泥在反应器底部沉降，变质。每隔一段时间，可以用曝气量较大的曝气泵进行曝气，将已沉底的污泥重新搅拌均匀。

1.2.2 MBR 处理餐饮废水的出水

当MBR 出水水质稳定时，取不同时间段的出水在254 nm 处用光程1 cm 的石英比色皿测吸光度，同一水样用重铬酸钾法测CODCr。具体结果如表1、图2 所示。

表1 进、出水CODCr及出水UV254Tab.1 CODCr of Influent and Effluent and UV254 of Effluent

图2 出水CODCr与有机物去除率的关系曲线Fig.2 Relationship between Effluent CODCr and Removal Rate of Organic Matters

2 试验结果分析

由表1 可知试验过程中MBR 出水CODCr波动较大，可能原因如下:

(1)前期进水是出于活性污泥的驯化阶段，活性污泥的处理能力变化较大，开始时污泥消化能力强，一段时间后由于污泥消化能力达到稳定，出现了饱和状态，因此CODCr易出现波动。

(2)活性污泥的处理能力一定，因此并不能使每次出水的CODCr都一致，而是随着进水CODCr的变化而变化，成正比关系。

(3)由于水质各项指标波动加大，因此使活性污泥难以适应，从而对COD 的消解能力有影响。

(4)温度、环境、曝气量等原因也是影响活性污泥分解活性的重要因素。

(5)本试验几次处于自循环状态，因此对反应器的正常运行有影响。

虽然在试验过程中MBR 出水CODCr有波动，但由图3 可知，出水CODCr与UV254的关系曲线良好，说明CODCr与UV254仍有良好的相关性。

在200 ～400 nm 波段一般有机物都有特征吸收，而UV254指在波长为254 nm 处的紫外吸光度，UV254适用于成分比较单一的污水进行COD 的测定，组分比较复杂污水，只要其相对成分比较稳定，也能用UV254测定。

以上数据用Origin 软件处理，得到其线性关系线性方程如下:

图3 出水CODCr及出水UV254关系曲线Fig 3 Relationship between Effluent CODCr and Effluent UV254

另得到R = 0.995 83，P ＜0.000 1。

3 结论

实验室搭建的膜生物反应器，当膜生物反应器运行正常，出水水质稳定时，出水CODCr及其UV254呈线性关系，用Origin 软件得到其线性关系线性方程:

其中R=0.995 83，P ＜0.000 1。

由R 值可知此方程线性关系良好，所以试验中可先通过多组数据得到这一关系式，由UV254值可直接得出COD 值，可大大提高试验效率。

［1］刘洪波，杨小燕，夏萍，等.青草沙原水中紫外光消光值UV254指标的动态变化规律［J］.净水技术，2011，30(3):6-9.

［2］叶挺进，何君，刘超斌，等.珠江水中有机物分子量分布及其去除研究［J］.供水技术，2010，4(3):12-16.

［3］Eatonad. Measuring UV-Absorbing Organics:A Standard Method［J］.AWWA，1995，87(2):86-90.

［4］金伟，范瑾初. 紫外吸光值(UV254)作为有机物替代参数的探讨［J］.工业水处理，1997，17(6):30-32.