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浸没式厌氧膜生物反应器在乳品废水处理中的应用研究

陈志祥  
【摘要】: 由于厌氧生物处理技术具有工艺稳定、节能、运行简单等优点。近年来在有机废水的处理中得到了飞速发展。但由于传统的厌氧反应器处理废水时,传质效率低,微生物活性得不到充分发挥等缺点要求研发高效厌氧反应器。 厌氧膜生物反应器技术在保留厌氧生物处理技术投资省、能耗低、可回收利用沼气能源、负荷高、产泥少、耐冲击负荷等诸多优点的基础上,由于膜组件的高效分离截留作用使生物量不会从反应器中流失,实现了SRT和HRT的有效分离。 本论文研究了浸没式厌氧膜生物反应器(SAMBR)在乳品废水处理中的应用。研究了SAMBR对乳品废水的处理效果以及SAMBR在处理乳品废水时造成膜污染的原因以及膜清洗对膜通量的恢复效果。在此基础上研究投加粉末活性炭(PAC)对SAMBR处理乳品废水时的处理效果和减缓膜污染的作用和机理。通过研究,获得以下主要结论和成果: (1)SAMBR系统表现出良好的有机物去除效果和长期运行的稳定性,有机物的去除是生物降解和膜截留共同作用的结果。在反应器稳定运行后,HRT为2d时,进水CODcr和BOD_5浓度不超过2500mg/L和1500mg/L时,SAMBR系统对CODcr和BOD_5的去除率基本稳定在80.2%和96.6%以上,其中微生物对CODcr和BOD_5的去除率为38.5%和79.2%以上,膜对CODcr和BOD_5的截留效率稳定在35.2%和9.1%以上。 (2)膜过滤前后的VFA浓度分别稳定在292.1mg/L和43.8mg/L以下,都随着进水CODcr浓度的增加而增加;膜过滤前后pH分别稳定在6.90~7.20和7.20~7.50之间,随着VFA浓度的增加而减小。SAMBR整个运行过程反应器没有酸化现象。 (3)出水水质基本不受膜污染的影响,膜污染影响的主要是膜通量。 (4)厌氧生物降解过程中沼气产生量与被去除部分的CODcr成良好的线性关系,关系式为y=0.3819x+0.031,相关系数为0.99,约96%的被去除部分的CODcr都被转化为甲烷。 (5)SAMBR运行过程中,无机沉积物是SAMBR运行初期的膜优势污染物,是造成膜污染的主要因素,运行后期则为胶体,溶解性有机物对膜污染的影响不是十分显著。 (6)SAMBR中的膜污染采用5%的NaClO溶液浸泡24h,再用5%的NaOH溶液浸泡2h的清洗方式可获得良好的清洗效果,膜通量恢复率约为88%。 (7)投加PAC,SAMBR系统对CODcr的去除率会有所提高,但并不是随着PAC投加量的增加而提高,PAC投加量为1000mg/L时,SAMBR系统对CODcr的去除率最高。 (8)投加PAC能有效减小膜过滤阻力,从而减缓膜污染,投加PAC后,膜总阻力中主要部分由不投加PAC时的滤饼层阻力和膜污染阻力变成纯膜阻力。PAC投加量为1000mg/L时,膜总阻力最小。


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