UASB-MBR联合工艺处理亚麻沤制废水的研究

摘要

本论文通过理论分析，证明UASB-MBR联合工艺能有效的处理难降解有机废水，并在此基础上进行了实验研究。鉴于难降解有机物的复杂性，首先利用UASB反应器对亚麻沤制废水进行厌氧酸化预处理以改变其化学结构，使生物降解性能提高，为后续的好氧生物降解创造良好的条件；然后利用MBR反应器对亚麻沤制废水进行深度处理，实验结果表明： (1)UASB系统处理亚麻沤制废水时，原水有机物浓度较大，COD在6000-6800mg/L之间，BOD5在3000-3500mg/L之间，经过反应器中厌氧微生物的降解，出水中有机物浓度的降低幅度较大，COD在1698.55-2123.19mg/L之间，UASB对COD的去除率保持在64％之上，BOD5在713.14-987.52mg/L之间，BOD5的去除率在67％以上，而且出水水质比较稳定； (2)UASB系统处理亚麻沤制废水时，原水中木质素类物质的浓度在100-180mg/L之间，经过反应器中厌氧微生物的降解，出水中木质素类物质的浓度在83.38-129.12mg/L之间，UASB对木质素类物质的去除率在7.8-48.6％之间； (3)MBR系统处理亚麻沤制废水时，尽管进水有机物浓度较大，COD在1698.55-2123.19mg/L之间，BOD5在713.14-987.52mg/L之间，但出水中有机物浓度较低，COD在74.15-99.37mg/L之间，MBR对COD的去除率保持在92％之上，BOD5在16.86-28.32mg/L之间，BOD5的去除率在97％以上，出水水质稳定，表明膜组件对保持良好的出水水质具有重要的贡献； (4)MBR对木质素类物质的去除效果很好，木质素浓度从83.38-129.12mg/L下降到11.06-21.04mg/L，去除率在74％以上；(5)MBR处理亚麻沤制废水的动力学参数为：Yg=0.6054kgVSS/kgCOD，Kd=0.1039d-1，Vmax=0.536kgVSS/kgCOD·d-1，Ks=426.6mg/L；(6)MBR处理亚麻沤制废水的污泥负荷不宜大于0.21kgCOD/kgVSS·d； (7)MBR处理亚麻沤制废水时，最短生物固体平均停留时间为43.04d，最佳生物固体平均停留时间为86.08-112.16d，MBR完全能实现这一要求； (8)在研究膜污染时，实验采用膜抽吸压力的上升速率表征运行过程中膜过滤性能的变化。正交实验结果表明，缩短抽吸时间或延长停抽时间和增加曝气量均有利于减缓膜污染，但过短的抽吸时间、过长的停抽时间和过大的曝气量不能进一步的减轻膜污染。因此应在确保一定产水率的前提下确定适宜的抽吸时间、停抽时间和曝气量。通过正交实验得出曝气强度、抽吸时间和停吸时间对膜抽吸压力平均增长速率的影响主次顺序为：抽吸时间＞停抽时间＞曝气量。在本实验条件下，最佳组合操作条件为抽吸时间12min，停吸时间4min，曝气量0.13m3/h；(9)为了优化反应器的水力条件，运行中采用曝气冲刷、间歇抽吸的工作方式，并确定了最佳曝气量、抽吸时间和周期，对减缓沉积层的积累和膜通量的下降具有较好的效果；通过较长时间持续曝气来进行水力清洗在一段时间里控制了污泥向膜面的对流传递过程，而持续的曝气增强了反扩散作用和膜面的传递作用，可以达到一定的恢复通量的效果；针对膜的生物污染，采用次氯酸钠化学清洗的方法效果很好，可以有效去除膜面有机物及细菌污染。

目录

文摘

英文文摘

昆明理工大学学位论文原创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1研究课题的提出

1.2亚麻沤制废水处理技术概述

1.3UASB-MBR联合工艺处理亚麻沤制废水的原理

1.3.1UASB处理难降解有机废水的理论基础

1.3.2膜生物反应器处理难降解有机废水的理论基础

1.4本论文研究目的与内容

1.4.1本论文研究目的

1.4.2本论文研究内容

第二章实验装置与方法

2.1实验方案

2.2实验装置及分析方法

2.2.1实验用水

2.2.2实验装置

2.2.3常规项目分析

2.2.4木质素的分析方法

2.3实验内容

2.3.1UASB对亚麻沤制废水的初步处理

2.3.2MBR对亚麻沤制废水的深度处理

2.4小结

第三章亚麻沤制废水的处理

3.1概述

3.2UASB对亚麻沤制废水的处理特性

3.2.1污泥的接种与反应器的启动

3.2.2 UASB对亚麻沤制废水的处理特性

3.3MBR对亚麻沤制废水的处理特性

3.3.2污泥的接种与反应器的启动

3.3.2 MBR对亚麻沤制废水的去除特性

3.4膜组件在MBR在处理实验用水中的贡献分析

3.4.1膜组件对有机污染物的截留作用

3.4.2膜组件对难降解有机物生物降解的强化

3.4.3膜组件对比降解速度的影响

3.5小结

第四章MBR内有机污染物降解的动力学分析

4.1产率系数Yg与衰减系数Kd的求解[1]

4.2饱和常数Ks和最大比降解速率Vmax的求解

4.3对实验用水求得的Yg，Kd，Ks，Vmax的综合分析

4.3.1亚麻沤制废水的生物降解特性分析

4.3.2最短生物固休平均停留时间θmin的求解及讨论

4.3.3有机物生物降解速率常数K的求解及讨论

4.4小结

第五章膜污染影晌因素及控制的实验研究

5.1水力清洗的研究

5.1.1反应器水力条件的影响

5.1.2水力条件的实验研究

5.1.3实验结果分析

5.1.4水力清洗效果

5.2化学清洗的研究

5.2.1化学清洗药剂的选择

5.2.2化学清洗方法

5.3小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

附录攻读硕士期间发表的论文