两相厌氧-MBR处理化学制药废水实验及数学模型

摘要

化学合成类制药废水属于高浓度难降解有机废水，采用常规的生物处理方法难以达标排放。通过分析化学合成类制药废水水质特点，采用两相厌氧—膜生物反应器这一工艺流程处理该种废水。 采用两相厌氧—膜生物反应器处理化学合成类制药废水，实验结果表明：两相厌氧—膜生物反应器处理该种制药废水在技术上是可行的，能够长期稳定运行。产酸相启动42天后平均COD去除率为32.4～51.6％，容积负荷可达到30.1～41.6kgCOD/(m3·d)。液相末端发酵产物中以乙酸、丁酸、乙醇为主，丙酸、戊酸含量较少，呈混合酸发酵类型，挥发酸含量从3.7％提高到23.1％。产甲烷相启动20天后COD平均去除率为86.7％，平均容积负荷为4.5kgCOD/(m3·d)。MBR出水COD小于80mg/L，可达到排放标准，日平均容积负荷在5.0～6.2kgCOD/(m3·d)之间。MBR中污泥浓度高于传统活性污泥法，而且当污泥浓度大于7637mg/L时，COD去除率大于97.0％。 以国际水质污染与控制协会IAWQ推出的活性污泥数学模型(ASM1)和厌氧活性污泥数学模型(ADM1)为基础，建立了两相厌氧—膜生物反应器处理化学制药废水的数学模型，并对试验过程进行了模拟。模拟结果表明该模型可以模拟两相厌氧—膜生物反应器的运行情况。ADM1模型可以直接用于CSTR反应器的模拟，而UASB内部的流体流态比较复杂，经研究发现轴向离散模型和全混串联模型能够较好的反映UASB反应器内部的流体流动状态。ASM1能够有效的模拟膜生物反应器的运行情况，可以对膜生物反应器影响因素进行评价，优化膜生物反应器的运行和管理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究的目的和意义

1.2化学合成类制药废水的来源及水质

1.3化学合成类制药废水处理技术的研究现状

1.3.1物化处理技术

1.3.2生物处理技术

1.4污水处理的数学模型的研究进展

1.4.1好氧活性污泥数学模型

1.4.2厌氧消化数学模型

1.4.3污水处理数学模型存在的问题

1.5论文的主要研究内容

第2章实验材料与方法

2.1试验用水来源及水质分析

2.2试验装置

2.3主要分析项目及方法

2.3.1主要分析项目

2.3.2液相末端发酵产物的分析

2.4污泥的接种、培养与驯化

2.4.1污泥的接种

2.4.2污泥的培养与驯化

2.5本章小结

第3章 两相厌氧-膜生物反应器运行特性

3.1 CSTR产酸相的运行结果

3.1.1启动期有机物的去除情况

3.1.2启动期出水可生化性分析

3.1.3启动期的pH值

3.1.4产酸相运行结果分析

3.2 UASB产甲烷相的运行结果

3.2.1启动期有机物的去除情况

3.2.2启动期的pH值

3.2.3产甲烷相的运行结果分析

3.3膜生物反应器运行结果

3.3.1启动期有机物的去除情况

3.3.2污泥浓度的变化情况

3.3.3污泥浓度与COD去除率的关系

3.3.4膜生物反应器的运行结果分析

3.4本章小结

第4章 两相厌氧-膜生物反应器数学模型

4.1两相厌氧数学模型的建立及模拟结果分析

4.1.1模型假设及底物降解过程

4.1.2平衡方程的建立

4.1.3模型参数确定

4.1.4模型求解

4.1.5模型模拟结果分析

4.2膜生物反应器数学模型的建立及模拟结果分析

4.2.1模型的假设和限定

4.2.2平衡方程的建立

4.2.3 MBR平衡方程的建立

4.2.4模型模拟结果分析

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和取得的科研成果

致 谢