收藏本站
《中国海洋大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究

许颖  
【摘要】:膜生物反应器(MBR),作为传统的活性污泥法和膜过滤相结合的一种工艺技术,已越来越多地应用于市政和工业废水处理中,因为其固液分离效率高、出水水质好、占地面积小、污泥产量少等优点,成为国内外污水处理工艺的研究热点。 随着我国工业飞速发展,石油工业成为排污大户,从石油精炼行业中产生的废水中含有大量的有毒污染物,如烃类、芳香族有机化合物、重金属等,会严重危害环境和人类的身体健康。许多研究者试图利用MBR技术处理炼油废水,然而,膜污染问题,以及炼油废水中含有的大量不能生物降解的有害污染物,给膜生物反应器技术带了很大困难。本文尝试向处理炼油废水的MBR系统中投加粉末活性碳来提高有机物去除率。结果表明粉末活性炭(PAC)的加入对化学需氧量(COD)、氨氮、毒性的去除都有明显提高的作用,但是磷的去除率没有变化。随PAC投加量的增加,COD的去除有明显增加的趋势。反应器运行前期,PAC的加入有助于提高硝化作用。在运行稳定后,所有反应器进水中氨氮几乎全部去除,但是对氨氮的突然增加所表现出的稳定性不高。另外,所有四个反应器对磷的去除几乎没有差别,因此,反应器对于氨氮和磷的去除主要是由于微生物的作用,PAC的加入对其影响不大。Microtox毒性分析结果表明活性炭的加入对于不能生物降解的有毒物质的去除效果非常明显,并且0.04g/L·d的日投加量(R2)就可以很好的出去污水中的有毒物质。 另外,随着PAC投加量的增多,主要膜污染物,溶解性微生物产物(SMP)的浓度下降,膜透过阻力也随之下降。另外,结合别的工作者的研究结果,对PAC改善膜污染趋势的机理做了分析,发现PAC对膜污染的改善的主要原因是污泥颗粒沉降性的改善作用。通过对COD物料平衡模型的分析,发现低PAC加入的反应器中,对于COD的去除的主要作用机理仍是微生物的降解作用,而高PAC投加量的COD主要是由PAC的吸附作用去除,因此,过高的PAC投加量会增加成本,在本文研究条件下,对MBR处理炼油废水的最佳PAC投加量为0.08g/L·d。 由于在极端短污泥停留时间和水力停留时间的条件下,污水中的有机物成为被提取的能源来源,并转移到污泥中,污泥消化后产生甲烷或者焚烧释放来自污水中的能量,不仅可以节省能源,降低曝气成本,还可以提高生态效益,许多研究者试图用这种方式使处理工艺实现能源自给,但是这种操作条件下的膜污染研究较少。因此,本文对短污泥停留时间(SRT)(2d)和短水力停留时间(HRT)(1h)条件下,污泥性质尤其是SMP的组成和浓度以及对膜污染的影响做了研究,结果表明降低SRT对污泥浓度,沉降性,SMP产出量等性质的影响都小于降低HRT对其的影响,极短HRT尤其对膜污染的影响巨大。虽然极短HRT(1h)能够使反应器中微生物快速生长,产生大量污泥,利于有效回收污水中的COD,但是膜污染非常严重,这种条件下对于MBR运行的可行性提出质疑。并证明了改变SRT对SMP组分中多聚糖的影响较大。 SMP是MBR实际应用中膜污染的主要物质以及出水中的主要残留有机物,其测定方法的准确性非常重要,本文还分别比较了标准曲线法(SCM),传统的标准加入法(CSAM)和H-point标准加入法(HPSAM)对人工配制的主要成分为SMP组分的水样,和三个不同生物反应器中实际污泥样品的SMP组分的测定,建议Lowry显色法对蛋白质的测定不适用于城市污水处理的研究中,并提出HPSAM提供了一个更加准确且精确的测定SMP中碳水化合物的分析方法。 本文最后利用双氧水、次氯酸纳和表面活性剂(BOCs)三种不同的清洗剂,对长期运行膜生物反应器的不可逆污染膜进行清洗,试图找出能够替代次氯酸纳溶液的更加环保的清洗剂。膜污染阻力去除率的研究结果显示,虽然次氯酸纳溶液清洗效果最好,但是最适用量较大(500mg/L),长期使用对膜有损害,且对环境会造成污染,双氧水的处理效果略低于氯,但是用量少(50-100mg/L),且产物是水,不会对环境造成污染。另外,双氧水对有机物的氧化受外界条件影响较大,本实验的结果看最佳恢复清洗时间为24h,最适pH为8.5。红外光谱分析的结果表明,膜表面不可逆污染物为多糖,双氧水和次氯酸纳溶液都可以有效去除,而BOCs反而会对膜造成二次污染。总之,在最佳清洗条件下,包括浓度,清洗时间,pH值,双氧水可以作为对不可逆污染膜进行恢复清洗的一种更加无害的清洗剂。而本实验结果表明BOCs不适宜做城市污水处理膜的化学清洗剂。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X703

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 岑运华;膜生物反应器在污水处理中的应用[J];水处理技术;1991年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 喻青;赵新华;秦琦;薛岩;;中水回用及其应用研究[J];安徽农业科学;2006年12期
2 卿春霞;张建民;同帜;;膜生物反应器处理印染废水技术研究[J];环境科学与管理;2006年03期
3 葛利云;邓欢欢;高洪伟;王红武;;活性污泥胞外聚合物提取方法的研究[J];环境科学与管理;2010年09期
4 凡广生;;复合式膜生物反应器处理城市污水及回用的特性研究[J];环境科学与管理;2011年08期
5 周丹丹;刘孟媛;侯典训;王紫嫣;梁爽;董双石;;连续流气提式流化床启动过程中好氧颗粒污泥的形成机制[J];吉林大学学报(地球科学版);2012年01期
6 葛成雷;吴朝军;;造纸污泥深度脱水技术研究进展[J];中华纸业;2012年04期
7 徐开宇;蔡绍;;水解酶处理废水技术研究综述[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2010年06期
8 凡广生;李泉;;复合式膜生物反应器处理城市污水中水力停留时间的确定[J];楚雄师范学院学报;2011年09期
9 刘翔;黄映恩;刘燕;代瑞华;;活性污泥和生物膜的胞外聚合物提取方法比较[J];复旦学报(自然科学版);2011年05期
10 贾海涛,杨开,贾之辉;应用膜生物反应器处理电镀厂废水的研究[J];环境科学与技术;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 李延军;李秀芬;华兆哲;陈坚;;颗粒污泥MBR中的胞外聚合物[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
2 董均锋;薛成自;;水解酸化+膜生物反应器处理青霉素废水试验研究[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2007年
3 张栋华;;膜生物反应器在废水处理中的应用及前景展望[A];中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会会议论文集[C];2004年
4 陶亚静;;双膜法在污水处理中的应用[A];恶臭污染防治研究进展——第四届全国恶臭污染测试与控制技术研讨会论文集[C];2012年
5 郁达伟;魏源送;李昆;葛振;刘吉宝;王元月;;农副食品加工业高浓度废水的厌氧膜生物反应器技术[A];农业环境与生态安全——第五届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2013年
6 袁冬琴;王毅力;;活性污泥分层胞外聚合物(EPS)的分级组分的特性研究[A];2013中国环境科学学会学术年会浦华环保优秀论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马涛;循环冷却水水质条件对生物粘泥性质及控制的影响研究[D];中国石油大学;2010年
2 纪婧;絮凝剂对减缓膜—生物反应器膜污染速率的效果和机理研究[D];上海交通大学;2010年
3 杜俊;复合膜生物反应器处理榨菜废水效能及膜污染控制试验研究[D];重庆大学;2011年
4 谢元华;浸没式金属膜生物反应器处理城市污水性能及膜污染研究[D];东北大学;2010年
5 陈洪雷;制浆造纸废水的生物强化处理及废弃物发酵生物沼气的研究[D];华南理工大学;2011年
6 孙德栋;膜法处理回用生活污水及UF膜过滤生活污水膜污染机理的研究[D];中南大学;2003年
7 艾翠玲;一体式膜生物反应器膜污染机理及处理生活污水稳定运行特性研究[D];西安理工大学;2004年
8 何成达;DASB、W-SFCW特性及联合工艺处理生活污水的研究[D];河海大学;2004年
9 曹斌;复合生物反应器—膜分离技术处理城市污水的试验研究[D];西安建筑科技大学;2005年
10 郑在洲;城市尾水输移河流—新沂河生态修复技术研究[D];河海大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋波;A/O一体化曝气生物技术处理污水效率研究[D];中国农业科学院;2010年
2 杜桂敏;A~2/O一体化HMBR处理生活污水的试验研究[D];河北工程大学;2010年
3 林方敏;超声波膜生物反应器处理污水回用的研究[D];华南理工大学;2010年
4 谢浩辉;污泥的结合水测量和热水解试验研究[D];浙江大学;2011年
5 毛艳萍;城市污水污泥分组预处理及其热解规律[D];东华大学;2011年
6 陈双双;膜生物反应器中EPS的生成状况及膜污染分析[D];山东建筑大学;2011年
7 李宏艳;聚乙烯醇纳米微球的制备及其改性膜性能研究[D];大连理工大学;2011年
8 陈明;膜生物反应器(MBR)技术在生活污水处理中的应用研究[D];辽宁大学;2011年
9 李伟;复合式预涂动态膜生物反应器处理生活污水研究[D];郑州大学;2011年
10 韩雪利;污泥性质对自生动态膜形成与污染的影响研究[D];山东大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔峰,李勇,韩建华;膜生物反应器运行中的膜污染问题[J];石油化工环境保护;2000年03期
2 孙新,徐国勋,孙俊杰;膜生物反应器处理酒店污水[J];中国给水排水;2004年03期
3 张颖,李力,杨振刚,顾平;膜生物反应器用于处理医院污水[J];中国给水排水;2005年02期
4 李红岩,杨敏,吴成强;无排泥条件下HRT对膜生物反应器硝化性能的影响及其生物群落结构分析[J];环境科学学报;2005年01期
5 赵国莲;苏永慧;;膜生物反应器在小区中水回用中的应用[J];科技信息(科学教研);2007年24期
6 王庆伟;;内置式膜—生物反应器处理垃圾渗滤液的研究[J];河南科技;2009年06期
7 孙震;;废水解决方案的艺术——BIO-CEL~膜生物反应器[J];给水排水动态;2009年06期
8 彭跃莲,刘忠洲;膜生物反应器在废水处理中的应用[J];水处理技术;1999年02期
9 顾平,周丹,杨造燕,刘锦霞;膜生物反应器处理生活污水相关机理研究(英文)[J];Transactions of Tianjin University;2001年01期
10 郭微,武福平;膜生物反应器在污水处理中的研究进展[J];甘肃科技;2003年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;沉浸式膜生物反应器的技术开发[A];中国环保装备产业发展论坛论文汇编[C];2007年
2 于艳;樊耀波;徐国良;王琦;杨文静;;计算流体力学在膜技术及膜生物反应器研究中的应用[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
3 余献国;余子婴;李靖;;双致相聚偏氟乙烯膜生物反应器综合性能评价与应用[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
4 万思青;张秀岳;温建志;;热致相分离膜在膜生物反应器中的应用[A];第三届膜分离技术在冶金工业中应用研讨会论文集[C];2009年
5 李克勋;;新型膜生物反应器处理生活污水的实验研究[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
6 张晓峰;修光利;赵康;徐利行;张大年;;膜生物反应器净化复合气态污染物研究[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年
7 马春明;叶丰;张玉忠;李泓;靳文礼;孙旭东;;膜生物反应器处理造纸废水[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
8 黄霞;;膜生物反应器污水处理技术的现状与未来发展[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
9 罗敏;;超滤膜和膜生物反应器在市政行业中的应用现状及发展趋势[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
10 邢林;张辉;王淦;;膜生物反应器处理工业废水研究[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 蔡忠仁;膜生物反应器处理污水高效环保[N];中国化工报;2011年
2 积轩;汉姆沃斯为两艘豪华游船配套薄膜生物反应器[N];中国船舶报;2011年
3 中国膜工业协会 张保成;备受关注的膜生物反应器[N];中国化工报;2001年
4 张保成;膜生物反应器引起关注[N];中国化工报;2001年
5 记者 刘全昌;膜生物反应器环保标准征求意见[N];中国化工报;2010年
6 祝君翔;新型超滤膜生物反应器处理世博园污水[N];中国建设报;2009年
7 郭有智;水处理首选技术:膜生物反应器[N];中国化工报;2002年
8 张乐;污水处理新技术膜生物反应器推出[N];中国化工报;2002年
9 张涛;天津投用膜生物反应器污水处理系统[N];中国化工报;2000年
10 晓阳;膜生物反应器净化污水[N];建筑时报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗文连;电场膜生物反应器耦合处理工业园区综合废水试验研究[D];中南林业科技大学;2013年
2 许颖;膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究[D];中国海洋大学;2013年
3 杨帅;移动床膜生物反应器脱氮除磷性能的研究[D];大连理工大学;2010年
4 王宏杰;气水交替膜生物反应器处理生活污水的效能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 刘志强;基于缺氧/好氧膜生物反应器的分散聚居区污水处理及回用研究[D];西安建筑科技大学;2010年
6 白羽;不同生态因子下LMBR处理制药废水运行效能及数学模型[D];东北林业大学;2011年
7 王婵婵;膜抗生物污染改性及其在MBR中性能研究[D];大连理工大学;2010年
8 李香莉;PVDF/Al_2O_3杂化膜的制备及其性能研究[D];华南理工大学;2010年
9 孙旭东;膜生物反应器游离细胞催化体系生产丙烯酰胺的研究[D];清华大学;2004年
10 孟志国;非织造布膜生物反应器处理生活污水研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵立健;厌氧自生动态膜生物反应器处理低浓度废水的研究[D];山东大学;2010年
2 李栋;固定化细胞膜生物反应器脱除地下水中硝酸盐的研究[D];华东理工大学;2011年
3 李瑞贤;A/O膜生物反应器脱氮特性研究[D];天津大学;2010年
4 沈加正;膜生物反应器应用于海水养殖废水处理的基础研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
5 傅振鹏;一体式膜生物反应器和序批式膜生物反应器处理生活污水的实验研究[D];合肥工业大学;2004年
6 陈红枫;一体式膜生物反应器膜污染控制的研究[D];合肥工业大学;2003年
7 张西旺;新型膜生物反应器开发及性能研究[D];西安建筑科技大学;2003年
8 王波;超声波强化膜生物反应器处理低温城市污水脱氮性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 陈旭东;膜生物反应器处理生活污水运行控制优化研究[D];武汉理工大学;2003年
10 盛金聪;序批式膜生物反应器处理抗生素废水的试验研究[D];福州大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026