平板膜生物反应器处理抗生素制药废水的中试研究

摘要

本课题开展了平板膜生物反应器处理抗生素工业制药废水的中试研究，通过对平板膜生物反应器在不同通量条件下运行分析，研究了MBR的最大与最适宜通量，MBR对CODcr、氨氮等常规指标的去除效果，MBR内污泥特性和污泥产率的计算研究，以及膜污染原因分析和膜清洗技术研究。
　　现场的中试结果表明:在通量6、8、10、12L/m2/h的条件下，平板膜生物反应器连续运行，系统比较稳定，并取得比较满意的实验成果。在各个运行条件下，系统进水CODcr在1500mg/L-3000mg/L之间，平均CODcr去除率为70.2％，最低出水CODcr为128.7mg/L。系统进水氨氮在192mg/L-860mg/L之间，系统的平均去除率为66.1％，最低出水氨氮为14.1 mg/L。投加物料粉末活性碳后，系统的跨膜压差升高缓慢，出水CODcr有10％的下降。在25℃，污泥浓度为9000mg/L-12000mg/L的条件下，平板膜生物反应器的最大运行通量为12L/m2/h，最适宜运行通量为10L/m2/h，在这两个通量下均取得了较好的出水水质效果。
　　MBR设备内污泥状态良好，最佳MLSS范围为9000mg/L-12000mg/L。反应器进入稳定运行阶段后，SV30一直保持在95％左右，SVI值在78.7-96.7之间，体现出良好的污泥凝聚、沉淀性。实验污泥停留时间(SRT)为25d，剩余污泥量极少。结合物料平衡中的非稳态公式以及反应器内的污泥增量平衡为依据的微生物增殖公式进行计算得到污泥产率系数为Yg为0.2447kgMLVSS/kg CODcr,表现产泥系数K(o)为0.0211d-1，Y(obz)为0.16kgMLVSS/kg CODcr，与实际测量结果相吻合。
　　实验所用清洗方法为在线反冲洗，这种方法操作简单，时间短，见效快。在线反冲洗所用药品为有效氯浓度为0.75％次氯酸钠溶液和10g/L-30g/L的柠檬酸溶液。清洗时间为2h。清洗后跨膜压差迅速降低，能够连续运行。
　　研究表明平板膜生物反应器处理抗生素废水具有良好的技术可行性。

目录

声明

致谢

摘要

1．绪论

1．1 MBR的起源

1．2 MBR的分类

1．3 MBR的特点

1．4 MBR在废水处理的研究现状

1．5 平板膜生物反应器在水处理的研究

2．研究的背景、意义和内容

2．1 研究背景

2．2 研究目的及意义

2．3 研究内容

3．平板膜生物反应器启动运行

3．1 实验装置

3．2 分析项目与检测方法

3．3 反应器的启动

3．4 本章小结

4．平板膜生物反应器运行及处理效果研究

4．1 平板膜生物反应器运行临界通量问题的研究

4．1．1 临界通量理论

4．1．2 临界通量的测定

4．2．不同通量条件下，平板膜生物反应器对制药废水处理效果的研究

4．2．1 在通量6 L／m2／h运行条件下，MBR对水质处理效果

4．2．2 在通量8 L／m2／h运行条件下，MBR对水质处理效果

4．2．3 在通量10 L／m2／h运行条件下，MBR对水质处理效果

4．2．4 在通量12 L／m2／h运行条件下，MBR对水质处理效果

4．2．5 平板膜生物反应器运行总结

4．3 投加物料对平板膜生物反应器运行及处理效果的影响

4．4 本章小结

5 污泥特性及增殖动力学研究

5．1 污泥特性的研究

5．1．1 有机负荷对污泥浓度的影响

5．1．2 活性污泥的沉降性

5．1．3 污泥龄对MBR处理的影响

5．2 污泥产率的计算

5．2．1 产率系数Y与衰减系数Kd的求解

5．2．2 污泥产率分析

5．3 本章小结

6．膜污染及清洗技术的研究

6．1 平板膜生物反应器膜污染机理

6．1．1 膜污染机理

6．1．2 膜的性质结构对膜污染的影响

6．1．3 膜组件的污染过程

6．1．4 MBR运行参数对膜污染的影响

6．2 膜清洗技术的研究

6．2．1 物理清洗技术

6．2．2 化学清洗技术

6．3 中试试验清洗方法

6．4 清洗效果分析

7．结论

8．展望

参考文献

作者简历

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