医院污水膜生物反应器剩余污泥的消毒研究

论文摘要

膜生物反应器（membrane bioreactor,MBR）对医院污水具有很好的处理效果,且具有物理消毒作用。由于微滤膜的高效分离功能,病原微生物被截留在反应器内,因此MBR污泥的消毒工艺十分重要。本课题针对这一问题,以MBR产生的剩余污泥（混合液）为研究对象,研究了污泥的特性,使用过氧乙酸（PAA）作为消毒剂,探讨了其消毒效果及机理。实验发现:MBR实现了对医院污水中病原微生物的有效去除。但排出的污泥中积聚了大量的微生物,其含量远远大于进水中的微生物含量。为了更准确的使用平皿计数法测定污泥中的细菌含量,本文中使用一种表面活性剂将污泥絮体中的微生物提取到上清液中。对该方法进行5次试验,结果显示:平均提取率达80%以上,最高可达97%。所以在本研究中,采用该方法来检测污泥中的细菌总数。同时,研究了投加浓度和接触时间对PAA消毒效果的影响,结果表明:消毒过程都出现明显的“拖尾现象”;当PAA投加浓度为400 mg/L,接触时间为1 h时,污泥中的细菌总数为112 CFU/mL,总大肠菌群数为91 MPN/100mL,粪大肠菌群数为12 MPN/100mL（81.4 MPN/g干污泥）,达到《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）中的要求。在投加浓度一定时,接触时间越长,杀菌率越高。当过氧乙酸投加量为400 mg/L,接触时间为3 h时,粪大肠菌群未检出;当过氧乙酸投加量为600 mg/L,接触时间为3 h时,细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌群均未检出。以细菌和粪大肠菌群为微生物指标,Collins-selleck模型对消毒过程拟合效果较好。此外,pH和过氧化氢均对过氧乙酸的消毒效果做出了贡献。由于过氧乙酸的消毒成本比传统氯消毒高,为减小工程应用时的费用,对30 min沉降后的污泥进行了消毒研究,结果表明:在SV30为37%时,待消毒的污泥体积可减少63%,PAA投加量也相应减少。当投加量为400 mg/L的,接触时间为1 h时,消毒后污泥中粪大肠菌群数为69 MPN/g干污泥,可以达到《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）的要求。在实际应用中,将MBR排出污泥沉降后,使上清液回流至反应器内,仅对沉降污泥做消毒处理。这样既节省了PAA的费用,还可以减小消毒池的容积,降低建造费用和占地面积。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 医院污水
• 1.1.1 医院污水处理方法
• 1.1.2 医院污水消毒方法
• 1.1.3 水质标准中的生物学指标
• 1.1.4 国内外医院污水处理现状
• 1.2 膜生物反应器（MBR）在医院污水处理领域的发展
• 1.2.1 MBR 处理医院污水的优势
• 1.2.2 MBR 处理微生物的效果
• 1.2.3 MBR 去除微生物的机理
• 1.3 污泥概述
• 1.3.1 污泥处理现状和必要性
• 1.3.2 医院污泥
• 1.4 污泥的消毒现状
• 1.4.1 厌氧消化
• 1.4.2 堆肥处理
• 1.4.3 石灰稳定
• 1.4.4 化学消毒
• 1.4.5 辐射消毒
• 1.5 过氧乙酸概述
• 1.5.1 过氧乙酸的制备
• 1.5.2 过氧乙酸的消毒作用
• 1.5.3 过氧乙酸的应用
• 1.6 研究目的和内容
• 1.6.1 研究目的
• 1.6.2 试验内容
• 第二章 试验分析方法与反应器运行情况
• 2.1 工艺运行概况
• 2.1.1 试验装置及运行参数
• 2.1.2 MBR 反应器处理效果
• 2.1.3 污泥的处理处置及特性
• 2.2 试验试剂
• 2.2.1 消毒剂
• 2.2.2 脱PAA 还原剂
• 2.3 分析项目及试验方法
• 2.3.1 主要分析项目及其分析方法
• 2.3.2 微生物指标的测定分析方法
• 2.4 测定污泥中细菌总数方法的确立
• 2.4.1 试验方法
• 2.4.2 可靠性验证
• 2.5 本章小结
• 第三章 过氧乙酸对污泥消毒研究
• 3.1 投加浓度对消毒效果的影响
• 3.1.1 细菌总数的消毒效果
• 3.1.2 总大肠菌群数的消毒效果
• 3.1.3 粪大肠菌群数的消毒效果
• 3.2 时间对消毒效果的影响
• 3.2.1 细菌总数
• 3.2.2 粪大肠菌群数
• 3.3 其他因素对消毒作用的贡献
• 3.3.1 pH
• 20₂）'>3.3.2 过氧化氢（H₂0₂）
• 3.4 浓缩混合液的消毒处理
• 3.4.1 混合液中沉淀污泥和上清液中微生物浓度
• 3.4.2 投加浓度对沉淀污泥和混合液的消毒效果
• 3.4.3 接触时间对沉淀污泥和混合液的消毒效果
• 3.5 过氧乙酸消毒的经济分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 消毒机理及其动力学研究
• 4.1 消毒机理
• 4.1.1 接触时间
• 4.1.2 CT 值
• 4.2 Chick 模型的拟合
• 4.2.1 Collins-Selleck 模型
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.1.1 MBR 工艺对医院污水的消毒特性
• 5.1.2 过氧乙酸对污泥消毒的效果
• 5.1.3 消毒过程中其他因素的影响
• 5.1.4 动力学拟合
• 5.2 建议
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢