一体式中空纤维帘式膜生物反应器性能的研究

摘要

该文应用一体式中空纤维帘式膜生物好氧反应器进行了模拟废水实验研究,通过帘式膜组件在模拟废水中一系列运行试验及状况分析,考察了各种影响因素,重点对运行条件和操作参数进行优化设计,实验结果表明气水比在25:1,曝气量为3.0m<'3>/h,污泥浓度在4~5g/L,水力停留时间为6~10h,曝气池内泥水混合液的温度在30℃,DO控制在2.0~3.5mg/L,pH在6.5~8.0,在曝气管为烧结管产生的均匀小气泡的作用下处理效果最理想,出水CODcr去除率达98％,BOD<,5>的浓度均<10mg/L,平均去除率达到99％,出水平均浊度为0.297NTU,不进行人为排泥是可行的,帘式膜组件表现出了高效截留的特性,同时还探索了在膜两侧放置与膜平行的隔板后,隔板间距对整个系统的处理效果的影响,实验发现污水经过一个兼氧-好氧-兼氧这样的过程,使得此探索工艺具有某些A/O法的特征,并且在隔板间距为0.10 m时达到较佳的处理效果,尤其是提高了氮磷的去除效果,氨氮的去除率由原来的89％提高到92％,总磷去除率由原来最高达81％提高到平均去除率为83％,可见MBR具有去除含氮化合物和脱磷的特性,为实现MBR在较长泥龄下除磷提供了参考依据,为促进MBR得到实际的推广和应用提供优化方法和工程参数.该文还研究了膜通量的衰减情况,数据表明How long使用后膜通量降低到初始膜通量的三分之一,膜污染比较严重,进行换向操作有利于减轻膜通量的衰减,单位膜面积膜通量平均提高了4.5L/(m<'2>·h).对污染之后的中空纤维膜的内部做电镜分析和红外光谱分析,表明膜的污染是不断变化的,其实际污染状态与当时的运行条件和混合液性质有关,与中空纤维膜丝的轴向特征、以及中空纤维膜丝的长度和直径有关,这方面还有待于进一步研究.该文还采用MBR法对纺PVDF中空纤维工艺中处理添加剂产生的泡丝废水做了初步的探讨.首先对此废水进行厌氧生物处理,CODcr由31160mg/L降到1082mg/L,达到一定的降解目的之后再进入MBR体系,进行好氧生物处理,CODcr的平均去除率达到了93％,出水CODcr的平均值为89mg/L,BOD<,5>的平均去除率达到了99.3％,出水浊度均低于1.0NTU.初步实验证明,属比较难于降解的纺丝废水经过辅助的厌氧生物处理后采用MBR法处理是一种切实可行的方法,为纺丝废水的实际处理提供工艺参考和借鉴.

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1.MBR的发展历史

1.2.MBR的类型

1.3.MBR的优点

1.4.MBR的应用状况

1.5.MBR的发展趋势

1.6.本文研究的内容和目的、意义

1.6.1.主要研究内容

1.6.2.研究的目的和意义

第二章一体式MBR处理效能分析

2.1.实验与分析方法

2.1.1.实验装置

2.1.2.实验用水水质

2.1.3.水质分析项目与方法

2.2.膜组件的选择

2.2.1.膜组件选择的原则

2.2.2.实验用膜的技术参数

2.2.3.实验用膜的清水试验

2.2.4.出水方式的选择

2.3.MBR的操作运行

2.3.1.MBR的初次运行

2.3.2.MBR活性污泥的培养

2.3.3.MBR污泥的驯化

2.3.4.MBR活性污泥的性能

2.3.5.MBR运行的异常情况和对策

2.3.6.新膜初次运行下的通量变化

2.4.运行效果分析

2.4.1.实验条件

2.4.2.MBR对污染物的去除效果分析

2.5.小结

第三章 运行条件和操作参数的优化

3.1.曝气量

3.1.1.同一曝气量不同HRT下有机物的去除效果

3.1.2.不同曝气量同一HRT下有机物的去除效果

3.1.3.曝气量对膜出水流量的影响

3.2.气泡的大小

3.3.HRT

3.3.1.HRT对有机物的去除效果影响

3.3.2.同一HRT不同曝气量下有机物的去除效果

3.4.隔板间距的影响

3.5.污泥浓度

3.5.1.污泥浓度对CODcr去除效果的影响

3.5.2.污泥浓度与膜出水量之间的关系

3.6.环境影响因素

3.6.1.温度

3.6.2.DO

3.6.3.pH

3.6.4.膜污染

3.7.换向操作

3.8.小结

第四章 MBR在纺丝废水中的应用

4.1.厌氧生物处理的原理

4.2.纺丝废水的厌氧生物处理

4.3.MBR对纺丝废水的处理效果

4.4.运行中出现的问题和现象

4.5.出水量

4.6.小结

第五章 研究结论和创新点

5.1.全文结论

5.2.有待改进的问题

5.3.本论文工作的创新之处

参考文献

致 谢

附录

天津工业大学研究生学位论文附件（随论文附）