缺氧/好氧膜生物反应器在印染废水处理中的应用

摘要

本论文主要是将缺氧/好氧生物反应器与中空纤维膜组件结合成为一体式膜生物反应器(Submerged Membrane Bioreactor，简称SMBR)，研究该SMBR 装置用于难降解印染废水处理的可行性。研究内容主要包括以下三个方面： 1、装置运行条件的优化及对印染废水处理效果的研究。通过实验确定了SMBR装置的最佳工况：HRT为30h、曝气量为0.72m<'3>/h(DO为4.53mg/L)、pH值为8.0。在该条件下COD<,Cr>、色度、浊度的去除率分别达到85.0％、89.8％和99.7％，出水水质可以满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)中的一级标准。 2、装置的运行机理及动力学研究。实验对膜组件在反应器中所起的截留作用进行了分析，一是膜组件本身能够截留大分子有机物，提高出水水质，二是在进水容积负荷突然增大的情况下，膜组件能够起到稳定出水水质的作用，因此SMBR装置具有良好的抗冲击负荷性能。 实验就污泥特性对污染物去除率的影响和有机物降解的动力学模式进行了分析。在运行过程中，考虑到动力消耗和膜污染，反应器内的污泥浓度不宜过高，维持出水水质即可，而由于膜的截留作用，污泥沉降性能基本上不影响出水水质。SMBR的污泥活性始终维持在较高的水平，污泥产率较低。污泥增长动力学方程和有机底物降解动力学方程分别为： 3、膜污染及膜清洗的有关研究。实验表明出水压力的上升速率随着HRT的减小而增加。滤饼层阻力在膜的各项阻力中所占比重最大，达到了90.3％，是引起膜污染的主要原因。对各种膜清洗方法进行比较后，确定了实验所用超滤膜组件的清洗方法：离线清洗法为自来水冲洗→盐酸酸洗，在线清洗法为空曝气4h→次氯酸钠(NaClO)溶液碱洗。 结果表明SMBR 工艺用于难降解印染废水处理是完全可行的，研究成果为SMBR装置的研制开发和进一步的研究提供了重要参考，具有重要的理论意义和现实意义。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2印染废水的产生及处理技术综述

1.2.1印染废水的来源及其水质特点

1.2.2印染废水处理工艺简介

1.3膜生物反应器的简介

1.3.1膜分离技术的种类及应用

1.3.2膜生物反应器的分类及特点

1.3.3膜生物反应器的研究进展

1.3.4膜生物反应器在印染废水处理中的应用

1.4课题内容、意义及创新点

1.4.1课题研究内容

1.4.2课题意义及创新点

第二章实验装置及内容

2.1实验装置

2.2实验药品、设备和分析方法

2.2.1实验药品

2.2.2实验仪器与设备

2.2.3实验分析方法

2.3实验用水

2.4实验内容

2.5活性污泥的培养和驯化

第三章SMBR最佳工况及处理效果研究

3.1最佳工况的确定

3.1.1 HRT和曝气量的确定

3.1.2进水pH值的确定

3.2 SMBR对印染废水的处理效果

3.2.1对CODCr的处理效果

3.2.2对色度的去除效果

3.2.3对浊度的去除效果

3.3容积负荷变化对处理效果的影响

3.3.1容积负荷变化对CODCr处理效果的影响

3.3.2容积负荷变化对色度处理效果的影响

3.4本章小结

第四章SMBR的运行机理及动力学分析

4.1超滤膜组件的截留作用

4.1.1膜组件对有机物降解强化的分析

4.1.2膜组件对比降解速度的影响

4.2污泥特性分析

4.2.1污泥浓度的变化及其对CODCr去除率的影响

4.2.2污泥的沉降性能

4.2.3污泥活性的变化情况

4.2.4反应器中生物相的变化情况

4.3有机污染物的降解动力学分析

4.3.1污泥产率系数Y与衰减系数Kd的求解

4.3.2饱和常数Ks和最大比降解速率Vmax的求解

4.4本章小结

第五章SMBR中膜污染及其控制的研究

5.1膜污染的基本理论

5.1.1超滤膜的过滤特征

5.1.2超滤过程中的浓差极化与膜污染

5.1.3膜污染的影响因素研究

5.1.4膜污染控制对策

5.2 SMBR中膜污染情况研究

5.2.1膜的临界通量

5.2.2不同HRT对膜分离特性的影响

5.2.3经济曝气强度的确定

5.2.4膜污染阻力的分析

5.3膜的清洗

5.5.1物理清洗

5.5.2化学清洗

5.4本章小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

作者在攻读学位期间公开发表的论文

作者在攻读学位期间的科研成果

致谢