复合式水解酸化+复合式MBR组合工艺深度处理印染废水及回用的研究

摘要

本试验以苏州成鹏印染厂为研究背景，实验室内采用水解酸化+MBR组合工艺(A组合工艺)和复合式水解酸化+复合式MBR组合工艺(B组合工艺)对该印染厂的模拟废水进行深度处理研究。在满足达标排放的前提下，选择最适合该厂的废水深度处理工艺，为该厂废水实现达标排放和中水回用提供经济而可行的技术路线。
　　 实验首先对两套组合工艺生物处理单元的挂膜驯化进行了研究。试验温度在13～17℃时，A组合工艺经过28天后，挂膜驯化成功；B组合工艺经过23天后，挂膜驯化成功。之后，通过改变不同的水力停留时间HRT和溶解氧DO浓度，对出水CODcr、NH3-N和色度去除情况进行分析，得出：A组合工艺最佳HRT为31.5h、好氧MBR段最佳DO浓度在1.6～2.4mg/L之间；B组合工艺最佳HRT为28h、复合式好氧MBR段最佳DO浓度在2.4～3.2mg/L之间。
　　 将两组合工艺在各自最佳工况条件下运行，结果发现：A组合工艺对CODcr、色度和NH3-N去除率分别达到95％、88.6％和89.3％左右，出水CODcr达到了《太湖流域城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值(DB32/1072-2007)》-纺织染整工业排放要求，但是出水色度基本在100～120倍，NH3-N浓度维持在5～10mg/L，均达不到排放标准；B组合工艺对CODcr、色度和NH3-N去除率都很高，分别达到95.1％、97.5％和92.5％左右，出水CODcr一直小于50mg/L，色度和NH3-N也分别维持在25～30倍和3～5mg/L的水平，出水各项指标达到了《太湖流域城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值(DB32/1072-2007)》-纺织染整工业排放要求。相比较于A组合工艺，B组合工艺更加适合该印染厂印染废水的深度处理。
　　 在两组合工艺稳定运行期间，研究了各自生物处理单元对聚乙烯醇(PVA)和UV254的去除情况，结果发现：A组合工艺生物处理单元对PVA和UV254的去除率分别为13.9％和22.69％；B组合工艺生物处理单元对PVA和UV254去除率相对比较高，分别达到了22.76％和33.23％。
　　 对最适合该厂废水深度处理的B组合工艺中超滤膜进行了研究，发现：膜通量衰减系数随着HRT的延长而下降，并且下降幅度减缓；不同污泥浓度下相对膜通量曲线具有不同的斜率，污泥浓度越大，相对膜通量曲线斜率下降速度越快；膜通量随着操作压力的增大而增大，并且增幅有微弱的减缓趋势。对膜污染后的清洗试验表明，水力清洗只能将膜通透率恢复到38.5％，而化学清洗能将膜通透率恢复到89％。化学清洗对膜通量的恢复比水力清洗好的多。
　　 将B组合工艺处理后的水质分别与《太湖流域城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值(DB32/1072-2007)》-纺织染整工业排放标准和《城市污水再生利用、城市杂用水水质(GB/T18920-2002)》标准作了比较，发现检测的各项污染物指标均达到了上述两标准的要求。根据工厂小试试验发现，出水还可以回用于印染前道的水洗工段。对苏州成鹏印染厂中水回用率进行分析，B组合工艺处理后的中水回用率可以达到30％以上，完全可以满足昆山地区印染企业中水回用率的要求。
　　 通过对B组合工艺的工程投资进行分析，印染废水深度处理一次性投资费用较高，主要是膜的费用较贵，但是实际处理费用并不是很高，经计算，深度处理1 m3废水处理成本为2.62元/m3。该组合处理工艺设备简单，运行可靠，费用适中，完全能够作为该厂废水达标排放及回用的处理工艺。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪 论

1.1 我国印染废水的排放情况

1.2 印染废水来源及主要污染物

1.2.1 印染废水主要来源

1.2.2 纺织印染废水的主要污染物

1.3 印染废水的主要特点及危害

1.3.1 印染废水的主要特点

1.3.2 印染废水的危害

1.4 国内外印染废水深度处理方法

1.4.1 物理化学处理法

1.4.2 生物化学处理法

1.5 本课题背景、意义及研究内容

1.5.1 课题背景、意义

1.5.2 研究内容

第二章 印染废水处理工艺的选择和试验设计

2.1 苏州成鹏印染厂废水产生状况

2.2 废水处理工艺的选择及确定

2.2.1 废水处理工艺的选择思路

2.2.2 MBR反应器介绍

2.3 本试验概况

2.3.1 试验设计

2.3.2 试验装置

2.3.3 填料及膜组件

2.3.4 试验水质

2.3.5 试验安排

2.3.6 试验检测指标及方法

2.4 本章小结

第三章 试验装置的启动

3.1 试验装置挂膜驯化

3.1.1 填料挂膜阶段

3.1.2 微生物驯化阶段

3.2 反应器中生物相的观察和分析

3.2.1 生物相的指示作用

3.2.2 反应器中生物相的分析

3.3 反应器挂膜的理论研究

3.3.1 浸没式填料系统的特点

3.3.2 挂膜方式的理论分析

3.4 本试验在启动过程中出现的问题及解决方法

3.5 本章小结

第四章 A、B组合工艺最佳运行工况条件研究及对比分析

4.1 计算说明

4.1.1 水力停留时间(HRT)计算

4.1.2 污染物去除率的计算

4.1.3 某段对CODcr去除率占总CODcr去除率比例的计算

4.2 A组合工艺最佳工况条件的研究

4.2.1 水力停留时间HRT对污染物去除的影响

4.2.2 经济水力停留时间HRT的确定

4.2.3 溶解氧DO浓度对污染物去除的影响

4.2.4 经济溶解氧DO浓度的确定

4.3 B组合工艺最佳工况条件的研究

4.3.1 水力停留时间HRT对污染物去除的影响

4.3.2 经济水力停留时间HRT的确定

4.3.3 溶解氧DO浓度对污染物去除的影响

4.3.4 经济溶解氧DO浓度的确定

4.4 A、B组合工艺的对比分析

4.4.1 稳定条件运行下的对比分析

4.4.2 最优组合工艺的选取

4.5 本章小结

第五章 膜污染与清洗研究

5.1 膜污染的分析与研究

5.1.1 膜污染的理论分析

5.1.2 膜污染的研究

5.2 膜清洗方式的分析与研究

5.2.1 膜清洗的方法

5.2.2 膜清洗的研究

5.3 膜污染防治措施

5.4 本章小结

第六章 组合工艺中水回用及工艺可行性分析

6.1 组合工艺中水回用分析

6.1.1 中水回用的可行性分析

6.1.2 中水回用率的分析

6.2 工艺设计和费用分析

6.2.1 单体设计及设备选型

6.2.2 固定投资估算

6.2.3 处理费用估算

6.2.4 经济可行性分析

6.3 本章小结

第七章 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

附 录

攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利

致谢