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《大连理工大学》 2011年
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高盐水杨酸废水的膜萃取生物降解特性研究

杜飞  
【摘要】:膜萃取是膜过程和液-液萃取相结合的一种新型萃取分离技术。该技术具有效率高、能耗低、过程简单、运行稳定等优点。生物法是污水处理中应用最广、最为经济的方法。它具有效率高、工艺操作管理方便、运转维护费用低等优点,目前己成为环境污染治理与控制中最为常用的技术。但对于高盐有机废水,高盐度和极端环境条件使得微生物难以生存,生物法的应用受到限制。基于膜萃取技术和生物处理法各自在水处理领域的优点——膜分离的高效性和生物降解的经济性,本文构建了萃取膜生物反应器,以水杨酸为目标污染物,开展了膜萃取分离/生物降解处理高盐水杨酸废水的膜传质特性和生物降解特性研究。主要的研究工作: (1)水杨酸的生物降解研究。对水杨酸降解菌进行了驯化培养,考察了不同盐度对菌降解水杨酸的影响。实验表明:盐度达到60 g/L时,水杨酸降解菌不能生存。 (2)高盐水杨酸模拟废水的渗透萃取研究。探讨了进水流量F、运行温度T、萃取液pH值、料液进水浓度Cf,in等操作条件对膜传质特性、水杨酸去除效果和水杨酸回收特性的影响。实验表明:总传质系数Kov随进水流量的增大而近似呈指数关系上升,随运行温度、萃取液pH值、料液初始浓度的增大而升高。膜阻是影响传质的决定因素,Kov的数量级均为10-7m/s。在Cf,in=854.2±19.7 mg/L、F=3 L/d、T=323 K、萃取液侧pH=11.5±0.2、膜管长L=50 m的条件下,水杨酸去除率达到97%。膜萃取过程中,各操作条件下膜管中有不同量的水杨酸残留,水杨酸回收率在40~145%之间。 (3)萃取膜生物反应器处理高盐水杨酸模拟废水的研究。在适宜生物生长的条件下,改变料液进水浓度Cf,in,考察了膜传质特性和生物降解特性。实验表明:随着进水浓度的不断降低,传质推动力不断减小,总传质系数Kov整体上呈现下降趋势。反应器生物相中经过27 d的培养,膜管外壁上的生物膜逐渐形成。生物相中微生物在适宜的环境条件下可以充分利用透过膜的水杨酸,生物相中水杨酸浓度基本维持在18.7+6.0 mg/L之间。 (4)萃取膜生物反应器和膜萃取反应器传质特性的对比。与膜萃取反应器相比,在温度和进水流量相同而pH不同的操作条件下,萃取膜生物反应器中总传质系数Kov在不同进水浓度下有不同程度的提高,萃取膜生物反应器中的膜传质性能优于单独的膜萃取反应器。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

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【参考文献】
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