多级环流MBR处理头孢菌素中间体制药废水污泥特性研究

论文摘要

头孢菌素中间体是头孢类制药废水中最有代表性的特征污染物之一,是影响废水COD达标排放的重要因素,因此十分有必要对头孢菌素中间体废水进行处理。本研究采用多级环流MBR处理头孢菌素中间体废水,分别考察投加和不投加微生物复合菌剂条件下,COD去除及污泥特性变化情况,并分析复合菌剂的投加对膜污染改善情况。通过多级环流MBR中运行特性研究,确定多级环流MBR的最佳HRT为14h。当平均进水COD为2218 mg/L时,COD的平均去除率为94.5%,平均出水COD为118mg/L；污泥特性（MLSS, MLVSS, SV, SVI, VSS/SS、比基质降解速率、污泥耗氧速率和脱氢酶活性）分别为10984mg/L、7215mg/L、46%、42.0mL/g、0.66.0.34kgCOD/（kgMLSS-d）、4.51 mgO2/（gSS·h）、9.7μgTF/（mgMLSS·h）,可以看出多级环流MBR对COD有很好的去除效果,活性污泥能够保持良好的性能。通过复合菌剂处理条件优化实验,确定了复合菌剂对头孢菌素中间体废水处理的最优工艺条件为：废水pH值为6.5,温度为25℃,接种量为7mL（7%）。本试验同时确定了多级环流MBR处理头孢菌素中间体废水的最适复合菌剂投加比为5/105。复合菌剂-多级环流MBR对COD的平均去除率为95.1%,平均出水COD为111m/L；在复合菌剂投加比为5/105时污泥浓度较高、沉降性能较好,投加比为10/105时污泥活性最好,但是考虑复合菌剂的成本问题,确定了5/105为最适投加比。考察了复合菌剂对多级环流MBR处理头孢菌素中间体废水中混合液污泥性质的影响,结果表明,复合菌剂改善了污泥混合液的性质,有利于改善膜污染状况。复合菌剂使污泥混合液EPS含量、EPS中蛋白质含量、混合液相对疏水性、Zeta电位绝对值升高,提高了污泥的絮凝性能,使得膜表面形成结构松散、易于被水流冲刷的滤饼层；降低了上清液SMP含量、EPS中多糖含量、混合液粘度等易造成吸附性膜污染的因素。比较多级环流MBR中过膜压力和阻力值来分析复合菌剂对环流MBR中膜污染的影响表明,复合菌剂的投加可以减少膜清洗的次数,在相同处理流量和处理COD的情况下,投加复合菌剂后延长了达到膜清洗限值的时间。对未投加和投加复合菌剂的膜清洗分析表明：投加复合菌剂后,分别用水洗、碱洗、次氯酸钠清洗后,膜通量恢复率（SF/SF0）分别为49.03%、53.00%、91.20%,投加复合菌剂膜通量的恢复优于未投加复合菌剂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源、研究目的和意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.2 头孢菌素中间体废水的来源、水质及研究现状
• 1.2.1 头孢菌素中间体废水的来源及水质特征
• 1.2.2 头孢菌素中间体废水研究与处理现状
• 1.3 MBR概述及在制药废水中的应用现状
• 1.3.1 MBR的组成和特点
• 1.3.2 MBR处理制药废水国内外研究和发展现状
• 1.4 MBR废水处理过程中的膜污染问题研究现状
• 1.4.1 国内外MBR膜污染研究进展
• 1.4.2 膜污染主要来源
• 1.4.3 影响膜污染的主要因素
• 1.5 主要研究内容
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验用水来源及水质分析
• 2.2 试验装置
• 2.3 接种污泥和复合菌剂来源与培养驯化
• 2.4 主要分析项目及方法
• 2.5 试验的运行与控制
• 2.5.1 环流MBR处理头孢菌素中间体制药废水的运行与控制
• 2.5.2 复合菌剂对处理头孢菌素中间体废水影响试验的运行与控制
• 2.6 本章小结
• 第3章 环流MBR中运行参数对污泥特性的影响研究
• 3.1 不同HRT条件下环流MBR中COD去除及污泥特性分析
• 3.1.1 环流MBR中COD的变化
• 3.1.2 环流MBR中MLSS和MLVSS的变化
• 3.1.3 环流MBR中污泥负荷和容积负荷的变化
• 3.1.4 环流MBR中污泥沉降性能的变化
• 3.2 不同HRT条件下环流MBR中污泥活性分析
• 3.2.1 环流MBR中VSS/SS的变化
• 3.2.2 环流MBR中污泥比基质降解速率的变化
• 3.2.3 环流MBR中脱氢酶活性的变化
• 3.2.4 环流MBR中活性污泥耗氧速率的变化
• 3.2.5 环流MBR中微生物相变化
• 3.3 本章小结
• 第4章 复合菌剂投加对环流MBR中污泥特性影响
• 4.1 复合菌剂处理头孢菌素中间体废水的工艺条件筛选
• 4.1.1 废水pH值对复合菌剂处理头孢菌素中间体废水效果的影响
• 4.1.2 温度对复合菌剂处理头孢菌素中间体废水效果的影响
• 4.1.3 复合菌剂接种量对头孢菌素中间体废水处理效果的影响
• 4.1.4 正交实验分析
• 4.2 复合菌剂-环流MBR处理头孢菌素中间体废水污泥特性分析
• 4.2.1 复合菌剂投加后环流MBR中COD的变化情况
• 4.2.2 复合菌剂投加后环流MBR中MLSS和MLVSS的变化情况
• 4.2.3 复合菌剂投加后环流MBR中污泥沉降性能的变化
• 4.3 复合菌剂-环流MBR中污泥活性分析
• 4.3.1 复合菌剂投加后环流MBR中VSS/SS的变化
• 4.3.2 复合菌剂投加后环流MBR中污泥比基质降解速率的变化
• 4.3.3 复合菌剂投加后环流MBR中脱氢酶活性的变化
• 4.3.4 复合菌剂投加后环流MBR中活性污泥耗氧速率的变化
• 4.3.5 复合菌剂投加后环流MBR中微生物相变化
• 4.4 本章小结
• 第5章 复合菌剂-环流MBR中混合液性质与膜污染表征
• 5.1 复合菌剂对环流MBR中混合液污泥性质的影响比较
• 5.1.1 环流MBR中污泥浓度随运行时间的变化情况
• 5.1.2 环流MBR中微生物代谢产物随运行时间的变化情况
• 5.1.3 环流MBR中EPS组分含量的变化情况
• 5.1.4 环流MBR中污泥相对疏水性随运行时间的变化情况
• 5.1.5 环流MBR中上清液Zeta电位随运行时间的变化情况
• 5.1.6 环流MBR中混合液粘度随运行时间的变化情况
• 5.2 复合菌剂对环流MBR中膜污染的情况比较
• 5.2.1 环流MBR中过膜压力的变化情况
• 5.2.2 环流MBR中过膜阻力的变化情况
• 5.2.3 根据处理水量评价膜污染速率
• 5.2.4 根据截留有机物评价膜污染速率
• 5.2.5 膜清洗效果比较
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢