微生物絮凝对二级出水深度处理特性的研究

摘要

微生物絮凝剂（MBF）具有可生物降解、无毒无害的优良特性，但絮凝剂用量大、价格昂贵使其在大规模生产及工业上广泛应用受到限制。微生物絮凝剂与化学絮凝剂联用的絮凝效果要比单独使用一种絮凝剂的絮凝效果显著，并且能减少二者的投药量，在节约成本的同时，可消除或降低化学絮凝剂对水环境产生的负面影响。　　为了使微生物絮凝剂能广泛应用于污水的深度处理与再生回用中，本文研究了微生物絮凝剂与聚合氯化铝（PAC）分别单独使用和复配使用处理二级出水的性质与最佳试验条件，并使用Design-expert8.0.5软件对复配混凝剂去除二级出水的DOC的结果进行了拟合，进一步探讨了复配混凝剂的混凝机理，研究了不同混凝剂混凝后溶液的膜污染特性。通过上述试验得出以下结论：　　(1)MBF投加量为20mg/l，快搅强度200r/min，快搅时间60s，慢搅强度40r/min，慢搅时间10min时，对pH值为7的二级出水DOC、UV254和浊度的去除率分别为14％、17%、30%。PAC在投加量为30mg/l快搅强度为200r/min，快搅时间60s，慢搅强度30r/min，慢搅时间为10min的情况下处理效果达到最优，对DOC、UV254和浊度的去除率分别为25%、30%、41%。复配混凝剂中PAC与MBF投加量分别为20mg/l和10mg/l，快搅强度为200r/min，快搅时间60s，慢搅强度40r/min，慢搅时间为5min时混凝效果最好，对DOC、UV254和浊度的去除率分别为33%、43%、52%。　　(2)本试验选用的DOC去除率二次响应曲面模型具有较好的显著性和拟合度。在该模型中MBF投加量、PAC投加量及慢搅时间均为一次项中的显著因素，初始pH值为不显著因素；在二次项中上述一次项显著因素依旧显著。在交互项中MBF投加量与PAC投加量、PAC投加量及慢搅时间具有显著性。　　(3)由电镜扫描图进一步证明了复配混凝剂具有吸附架桥和网捕卷扫作用， MBF的投加有助于促进小絮体成长为大絮体。这使复配混凝剂具有更好的混凝效果。复配混凝过程中MBF与二级出水各组分之间以物理吸附作用为主。　　(4)混凝-超滤对二级出水处理效果及膜污染的影响结果表明，单独投加MBF时，混凝-超滤组合对DOC的去除率为22%，对UV254的去除率为33%，对浊度的去除率为80%；单独投加PAC时，混凝-超滤组合对DOC的去除率为40%，对UV254的去除率为49%，对浊度的去除率为87%；当投加复配混凝剂时，混凝-超滤组合对DOC的去除率为48%，对UV254的去除率为53%，对浊度的去除率为85%。单独投加MBF时超滤阶段膜通量衰减最快，混凝剂为MBF与PAC复配时膜通量衰减次之，混凝剂为单独投加PAC时膜通量衰减最慢。　　(5)本实验中MBF与PAC的复配使用可在同等处理条件与效果下减少PAC的投量。

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1绪论

1.1概述

1.2混凝剂的分类

1.3微生物絮凝剂的应用

1.4课题研究的意义及内容

2 MBF及其复配混凝处理二级出水效果研究

2.1试验材料与方法

2.2混凝条件对微生物絮凝剂处理二级出水的影响

2.3混凝条件对聚合氯化铝处理二级出水的影响

2.4混凝条件对复配混凝剂处理二级出水的影响

2.5小结

3 MBF复配混凝去除水中DOC的响应面优化

3.1试验材料与方法

3.2单因素试验结果与分析

3.3响应面优化设计与分析

3.4小结

4 MBF及其复配混凝处理二级出水机理分析

4.1试验材料与方法

4.2絮体扫描电镜（SEM）分析

4.3絮体傅里叶红外光谱（IR）分析

5.4 上清液的三维荧光光谱（3DEEM）分析

4.5小结

5 MBF混凝-超滤组合对二级出水处理效果及膜污染影响研究

5.1试验材料与方法

5.2 混凝-超滤处理二级出水效果及膜污染

5.3小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士期间发表的论文