MBR工艺在燃料乙醇生产废水处理中的应用

摘要

膜生物反应器(MBR)是实现废水资源化的有效手段之一，具有占地面积小，自动化程度高，安装维护使用方便等特点，使用膜生物反应器进行污水处理不仅可以有效节约水资源，还可以节省设备运行费用，是我国废水资源化处理技术的重要发展方向之一。
　　本论文利用MBR工艺对玉米乙醇废水和木薯乙醇废水分别进行处理，对膜的清洗方案进行优化，并最终对MBR工艺的经济性进行了评价。主要研究内容和结果如下:
　　(1)采用一体式膜生物反应器对玉米乙醇废水进行了处理，试验结果表明:MBR工艺对玉米乙醇废水的处理效果较好，COD的平均去除率能达到94％，色度的平均去除率在70％以上。膜通量可以达到16.5 L/m2·h，能够长期稳定运行。
　　(2)采用MBR工艺对木薯乙醇废水进行处理，也表现出良好的处理效果，对COD的平均去除率为84.5％、色度的平均去除率为75.9％。虽不能达到直接排放标准，但处理效果已远远优于常规处理工艺。木薯乙醇废水MBR处理出水再经双膜法深度处理后水质优良，可直接达到《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)以及《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)，可实现生产性回用。
　　(3)膜污染控制与清洗是MBR工艺稳定运行的保证，本论文考察了自来水冲洗-次氯酸钠清洗-酸洗三个步骤对膜进行清洗再生，水洗后通量恢复为35％，次氯酸钠洗后通量恢复为68％，次氯酸钠洗加盐酸酸洗后通量恢复为98％，表明采用合适的清洗方法，膜通量可以基本得到恢复。
　　(4)对MBR和传统好氧工艺进行了成本核算比较，结果表明:与传统好氧工艺相比，MBR处理表现出明显的经济性优势，在未计入土地成本的基础上，虽然MBR工艺的投资成本比传统工艺增加160万，但是MBR的运行成本比传统工艺低了0.9元/吨废水，如果按5年运行，总计节约380万，若考虑水回用，则MBR的经济性优势更加明显。
　　因此利用MBR工艺处理燃料乙醇废水对控制废水处理效果，降低企业运行成本具有重要意义。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 燃料乙醇发展现状及废水特征

1．3 燃料乙醇废水处理研究现状

1．3．1 清洁生产工艺

1．3．2 厌氧消化-好氧消化-达标排放工艺

1．4 MBR工艺

1．4．1 MBR工艺简介

1．4．2 MBR工艺分类

1．4．3 MBR工艺特点

1．4．4 MBR在工业废水处理中的研究与应用

1．4．5 膜污染及膜污染的分类

1．4．6 膜污染的影响因素

1．4．7 膜污染的清洗方法

1．4．8 膜生物反应器未来急需解决的研究重点

1．5 本论文的意义与研究内容

1．5．1 研究意义

1．5．2 研究内容

第二章 MBR处理玉米乙醇废水的研究

引言

2．1 试验材料

2．1．1 废水

2．1．2 试验装置

2．2 试验方法

2．2．1 膜组件的运行条件

2．2．2 MBR运行条件对COD去除率的影响

2．2．3 优化后的MBR运行条件对废水处理效果的考察

2．2．4 分析方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 玉米乙醇废水调配水水质

2．3．2 操作条件对COD去除率的影响

2．3．3 最优操作条件的确定

2．3．4 最优条件下MBR处理玉米燃料乙醇废水运行效果

2．4 本章小结

第三章 MBR处理木薯乙醇废水的研究

引言

3．1 试验材料

3．1．1 木薯乙醇废水

3．1．2 试验装置

3．2 试验方法

3．2．1 一体式膜反应器的试验方法

3．2．2 膜组件的运行条件

3．2．3 深度处理(双膜)试验方法

3．2．4 双膜的性能参数

3．2．5 试验研究指标和指标范围的确定

3．2．6 优化后的MBR运行条件对废水处理效果的考察

3．2．7 分析方法

3．2．8 COD去除率

3．3 结果与讨论

3．3．1 木薯乙醇废水调配水质情况

3．3．2 MBR运行条件对COD去除率的影响

3．3．3 最优条件下MBR处理木薯乙醇废水运行效果

3．3．4 木薯乙醇废水经MBR处理后出水的深度处理

3．4 本章总结

第四章 MBR膜反应器清洗效果

引言

4．1 试验材料

4．1．1 玉米乙醇废水及清洗试剂

4．1．2 试验装置

4．2 试验方法

4．3 结果及分析

4．3．1 四种清洗方式效果分析

4．3．2 最优清洗方式选用

4．4 本章小结

第五章 MBR膜反应器经济性评价

5．1 两种废水处理工艺的比较

5．2 成本分析

5．2．1 投资成本分析

5．2．2 运行成本分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献