废水膜生物工艺处理中膜污染与膜清洗技术的研究

摘要

综述了膜生物反应器(MBR)工艺的发展过程、工艺特点、工作原理、国内外研究应用情况及发展趋势；介绍了膜污染对膜生物技术实际应用的影响。通过测定毛细管膜、中空纤维膜及平板膜在不同运行条件下的水通量分别研究其污染特性,考察了污泥浓度、运行时间、操作压力、曝气状况等对膜污染的影响,对膜组件的污染控制与膜清洗技术进行了研究,并优化了清洗条件。采用平板膜生物反应器进行了实际工业废水处理的工程设计。 主要研究结论如下： 1.分置式毛细管膜组件、分置式中空纤维膜组件及平片膜组件的运行过程属于泥饼阻力控制通量下降模式。污泥浓度越高,膜稳态通量越低。膜平均通量的下降与污泥浓度的增加成对数关系。沸石的适当投加可以使水通量同比增加。 2.一体式平片膜生物反应器运行中的膜阻力变化分三阶段：初期膜污染阻力基本维持在较低的水平,中期膜污染阻力迅速上升,后期泥饼在曝气条件和自重作用下不断剥离,污染阻力存在较大幅度的振荡。后期泥饼阻力占总阻力的3/4以上。 3.对分置式毛细管膜组件,反冲洗效果最差,NaClO效果最好,但综合考虑技术、经济、操作性等因素,以高速水流冲洗可以达到较佳的处理效果：对分置式中空纤维膜组件,NaClO(碱和氧化剂)混合液的清洗效果最佳,NaOH的清洗效果略优于盐酸,实际采用反冲洗也有较好的效果；对一体式平片膜生物反应器,以直接机械擦洗即可达到较佳的处理效果。 4.以中空纤维为代表进行膜污染的深入清洗研究,比较清洗效果得:1:10消毒剂>1:20NaClO溶液>0.5％NaOH溶液、1％H2O2溶液>0.5％HCl溶液,NaClO与消毒液单独清洗取得较好效果,温度对清洗剂的作用影响较大且清洗效果随温度上升而提高,恰当的联合清洗可发挥不同清洗剂的作用,对提高通量有积极的影响。 5.在上海华光啤酒浦东药酒分厂300t/d废水处理工程设计中,采用平板膜生物反应器技术处理其中的高浓度废水,设计COD去除率>96％。工程总投资2135800元,处理成本3.49元/m3废水。综合废水出水CODcr为96mg/L,达到-级排放标准。

目录

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2膜生物反应器的特点和机理

1.2.1活性污泥法

1.2.2膜生物反应器的特点和机理

1.3膜生物反应器的分类与特点

1.3.1固液分离式膜生物反应器

1.3.2萃取膜生物反应器

1.3.3无泡曝气膜生物反应器

1.4膜生物反应器的研究概况

1.4.1国外研究与应用概况

1.4.2膜生物反应器的国内研究进展

1.4.3膜生物反应器的发展趋势

第二章课题的研究内容及方法

2.1研究目的及内容

2.1.1研究目的

2.1.2研究内容

2.2研究方法

2.2.1实验装置

2.2.2运行方式

2.2.3污染机理和阻力计算

2.2.4水质指标的测试分析方法

第三章膜组件污染过程及污染控制

3.1分置式毛细管膜组件

3.1.1组件参数

3.1.2清水实验

3.1.3无反冲运行

3.1.4清洗

3.1.5反冲运行

3.1.6最大产水量计算

3.1.7污泥浓度的影响

3.1.8加沸石的影响

3.2分置式中空纤维膜组件

3.2.1组件参数

3.2.2清水试验

3.2.3无反冲运行

3.2.4清洗

3.2.5运行方式比较

3.2.6不同曝气量的影响

3.3小型一体式平片膜生物反应器

3.3.1组件及反应器参数

2.3.2清水试验

2.3.3膜在不同抽吸压下水通量变化

2.3.4膜在不同抽吸压下膜污染情况

3.3.5加沸石和活性炭的影响

3.4大型一体式平片膜生物反应器

3.4.1组件参数

3.4.2清水实验

3.4.3膜水通量变化情况

3.4.4操作压力影响

3.4.5底部曝气影响

3.4.6曝气量与操作压力的相互影响

3.4.7处理制药废水效果

第四章膜清洗技术的研究

4.1膜的各种清洗方法及效率

4.1.1膜的物理清洗

4.1.2膜的化学清洗

4.2平板膜的各种清洗方法及效率

4.3毛细管膜的各种清洗方法及效率

4.4中空纤维膜的各种清洗方法及效率

4.5污染清洗的进一步研究

4.5.1膜参数及所用药品

4.5.2最佳清洗液选择

4.5.3最佳清洗时间选择

4.5.4 NaC10溶液最佳清洗时间确定

4.5.6消毒液最佳清洗时间确定

4.5.7污染程度不同的膜清洗效果比较

4.5.8最佳清洗方式选择

4.5.9最佳清洗温度选择

第五章上海华光啤酒浦东药酒分厂废水处理设计方案

5.1概述

5.1.1工程概况

5.1.2设计依据

5.1.3设计范围

5.1.4设计原则

5.2污水量、水质及排放标准

5.2.1设计水量

5.2.2设计进水水质

5.2.3排放标准

5.3处理工艺设计

5.3.1高浓度废水处理

5.3.2高浓度废水处理流程说明

5.3.3混合废水处理流程说明

5.3.4主要工艺特点

5.4主要设备及构筑物的技术参数

5.4.1高浓度废水处理

5.4.2混合废水处理

5.5处理效果分析

5.6投资估算

5.6.1土建部分

5.6.2设备材料部分

5.6.3其他费用

5.7成本分析与主要技术经济指标

5.7.1处理成本分析

5.7.2主要技术经济指标

5.8施工计划与其它说明(略)

第六章结论

参考文献

致 谢

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