磁工艺强化MBR法处理船舶含油污水效能及膜污染控制分析

摘要

船舶含油污水一直是海洋污染的重要来源，其极易扩散性，难降解性，以及油污混合物的毒性都给船舶含油污水的处理带来了一定难度，除了国际海事组织（IMO）制定的标准，沿海各国以及国内都制定了愈来愈严格的含油污水排放标准，传统的油水分离装置逐渐难以满足这种标准要求，含油污水排放要经过进一步的深化处理以达到排放要求，而膜生物反应器(MBR)组合工艺以其结构简单紧凑、运行可靠节能、出水效果良好及抗膜污染等特点正被国内外研究人员所重视并得到实际应用。
　　本文以常规MBR反应器做对照，研究了投加磁粉对MBR反应器处理船舶含油污水效能及膜污染的影响，同时也探究了磁粉改善污泥混合液性质进而减缓膜污染的作用机理，本文中投加磁粉的反应器为PM-MBR(Powder Magnet-MBR)，常规反应器为MBR。
　　(1)通过小试实验确定PM-MBR磁粉投加量为650mg/L，启动期内PM-MBR出水CODcr和出水含油量始终保持在30mg/L和0.25mg/L以下，均低于MBR。
　　(2)在运行阶段考察发现PM-MBR与MBR除油效能以及去除有机物效能均达到国标出水标准要求，出水含油量相差不大，PM-MBR出水CODcr始终低于MBR，在较短的水力停留时间(HRT)情况下，两反应器内CODcr去除率均下降，但由于磁粉作用PM-MBR表现出更高的去除污染物效能。
　　(3)研究发现通过增加膜面曝气强度以及增加停抽时间，可以减缓膜污染速度，PM-MBR膜污染速率在改变曝气强度与增加停抽时间情况下低于MBR，说明磁粉投加可以减缓膜污染速率。
　　(4)扫描电镜SEM观察膜表面得出PM-MBR膜表面积累细菌及附属产物少。傅里叶红外光谱分析进一步说明膜表面污染物质主要为多糖与蛋白质类。EPS和SMP浓度与膜污染速率相关性较大，而磁粉投加可以加快微生物代谢有效减少混合液中EPS与SMP的浓度，进而减缓膜污染速率。
　　(5)磁粉改变了微生物生存环境促进微生物生长繁殖，污泥浓度生长加快;磁粉的加入提高了污泥絮体抵抗曝气剪切力的能力，使污泥平均粒径增大了40.5％，混合液粘度减小了3.5％，ZETA电位绝对值降低了12.5％，在曝气剪切力作用下磁粉减缓了凝胶层的形成进而减缓膜污染。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 船舶含油污水处理研究概述

1．2．1 船舶含油污水分类

1．2．2 国际国内船舶含油污水排放标准

1．2．3 船舶含油污水处理技术研究进展

1．3 MBR含油污水处理技术

1．3．1 MBR反应器的概念及其发展过程

1．3．2 MBR反应器分类

1．3．3 MBR反应器处理含油污水研究进展

1．4 MBR膜污染及膜污染影响因素

1．4．1 MBR膜污染的定义及分类

1．4．2 MBR膜污染的影响因素

1．5 研究目的意义

1．5．1 课题来源

1．5．2 研究目的与意义

1．5．3 研究内容和技术路线

第二章 试验材料与方法

2．1 试验装置与工艺流程

2．1．1 试验装置

2．1．2 工艺流程

2．1．3 工艺运行参数

2．2 试验材料

2．2．1 膜组件以及膜材料

2．2．2 试验仪器

2．2．3 试验药剂

2．2．4 磁粉特性

2．2．5 试验用含油污水

2．3 试验方法

2．3．1 常规指标检测

2．3．2 微生物产物提取及检测

2．3．3 污泥表面ZETA电位测量

2．3．4 污泥粒径测量

2．3．5 微生物显微镜检测

2．3．6 含油量测量

2．3．7 膜表面扫描电镜(SEM)分析

2．3．8 傅立叶变换红外光谱分析

2．3．9 三维荧光光谱分析

2．3．10 混合液粘度测量

2．3．11 膜清洗方法

2．4 本章小结

第三章 磁工艺对MBR处理效能及膜污染的影响

3．1 污泥驯化

3．2 磁粉投量确定

3．3 启动期磁工艺对MBR处理效能的影响

3．3．1 对CODcr去除效能的影响

3．3．2 对除油效能的影响

3．4 稳定期磁工艺对MBR处理效能的影响

3．4．1 对CODcr去除效能的影响

3．4．2 对除油效能的影响

3．5 不同运行条件下磁粉对膜污染影响

3．5．1 不同水力停留时间(HRT)

3．5．2 不同膜面曝气强度

3．5．3 不同抽停时间

3．6 本章小结

第四章 磁工艺减缓膜污染作用机理

4．1 膜污染微观分析及膜污染物成分分析

4．1．1 扫描电镜SEM微观形貌观察

4．1．2 傅里叶红外光谱分析

4．1．3 三维荧光光谱分析

4．2 磁粉对污泥混合液性质影响

4．2．1 磁粉对活性污泥浓度的影响

4．2．2 磁粉对胞外聚合物EPS及膜污染速率的影响

4．2．3 磁粉对溶解性微生物产物SMP及膜污染速率的影晌

4．2．4 磁粉对污泥混合液粘度的影响

4．2．5 磁粉对ZETA电位的影响

4．2．6 磁粉对SVI值的影响

4．2．7 磁粉对污泥粒径的影响

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢