水解/MBR工艺处理低浓度煤化工废水的研究

论文摘要

煤化工废水水质复杂,可生化性差,是典型的有毒有害工业废水。对它的处理一直是研究的热点,本课题应用水解/MBR工艺处理哈尔滨气化厂的原有处理系统的排水,研究了运行效果、影响因素、膜污染问题、并对MBR的动力学进行简单分析。试验表明当水解罐中pH值在5.66.5之间,水力停留时间为5h时,可将进水的BOD/COD由初始的0.11提高到0.31。MBR反应器内的pH值在6.77.4之间,水力停留时间为12h,MLSS约为6000mg/L,DO约为2.83.6mg/L,污泥停留时间为40d时试验系统的运行效果最佳。膜出水水质: COD为70.2396.65mg/L ,总酚为8.2619.84mg/L ,浊度为0.100.32NTU,色度为2338度,氨氮为1.34.8mg/L,满足国家二级排放标准。通过对各段试验水质进行色质联机检测,分析污染物质的降解规律:随着苯酚中取代基的增加,降解率逐渐降低;很多难降解物质在水解罐中得到有效降解;污染物水解的过程中伴随着大量复杂化合物的转化。试验表明膜组件的临界通量为200L/h,在整个试验过程中,膜压差的变化趋势为:试验初始膜压差增加缓慢,后期膜压差增加迅速;在一个出水周期内,开始出水的前两分钟膜压差增加迅速,而在随后的出水时间里,膜压差趋于平稳。通过扫描电镜清晰的观察到:膜外表面的污泥层及宽度不等的裂缝和泥孔,膜内表面没有受到污染。推测膜外表面呈凝胶状的污染物质是胞外聚合物。通过显微镜观察膜生物反应器内的活性污泥,发现了大量的原生动物和后生动物,说明MBR反应器内生物相丰富,系统稳定。应用活性污泥法基本理论对MBR反应器进行动力学分析结果表明:污泥表观产率系数（Y0）为0.0070.214mgVSS/mgCOD,污泥理论产率系数（Y）为0.313（mgVSS/mgCOD）,污泥的衰减系数Kd为0.034（d-1）均比普通活性污泥法的下限低,基质降解速率常数K为0.000260.00096d-1,比传统活性法的值低一个数量级,表明试验原水可生物降解性差,MBR工艺污泥产率低。课题的研究表明水解/MBR工艺可用于哈尔滨气化厂原有处理工艺的改造,具有出水水质稳定,抗冲击负荷能力强的优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 MBR 简介
• 1.1.1 MBR 的发展由来
• 1.1.2 膜生物反应器的组成与分类
• 1.1.3 膜生物反应器的特点
• 1.2 膜生物反应器的国外研究进展与应用现状
• 1.2.1 国外的研究发展概况
• 1.2.2 国外的应用现状
• 1.3 膜生物反应器的国内研究进展与应用现状
• 1.3.1 国内研究发展概况
• 1.3.2 国内的应用现状
• 1.4 膜生物反应器的研究展望
• 1.5 膜生物反应器处理煤化工废水的研究
• 1.5.1 煤化工废水的水质特点和处理现状
• 1.5.2 膜生物反应器处理煤化工废水的研究
• 1.6 课题的来源及研究目的和内容
• 1.6.1 课题研究背景
• 1.6.2 课题来源和研究目的
• 1.6.3 课题研究内容
• 第2章 试验方法与装置
• 2.1 试验原水
• 2.2 分析方法
• 2.3 试验工艺流程
• 2.4 试验装置
• 第3章 水解/MBR 工艺试验研究
• 3.1 试验装置的启动
• 3.2 水解段的运行效能分析
• 3.2.1 水解段对废水可生化性的影响
• 3.2.2 水解段对COD 和总酚的去除率分析
• 3.3 水解/MBR 工艺对污染物的去除效果分析
• 3.3.1 COD 去除效果分析
• 3.3.2 膜的截留效果分析
• 3.3.3 总酚去除效果分析
• 3.3.4 浊度去除效果分析
• 3.3.5 色度去除效果分析
• 3.3.6 氨氮去除效果分析
• 3.4 水解/MBR 工艺处理效果的影响因素分析
• 3.4.1 pH 值对处理效果的影响
• 3.4.2 温度对处理效果的影响
• 3.4.3 水力停留时间对处理效果的影响
• 3.4.4 污泥浓度对处理效果的影响
• 3.4.5 曝气和溶解氧对处理效果的影响
• 3.4.6 容积负荷和污泥负荷对处理效果的影响
• 3.5 煤化工废水中有机物降解规律分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 膜污染的试验分析和生物相观察
• 4.1 膜污染试验分析
• 4.1.1 膜压差随通量的变化规律
• 4.1.2 出水周期内膜压差的上升规律
• 4.1.3 膜压差随时间的变化规律
• 4.1.4 抽吸和停抽时间对膜污染的影响
• 4.2 膜污染的电镜观察
• 4.3 膜污染的清洗
• 4.4 膜生物反应器中微生物相的观察
• 4.5 本章小结
• 第5章 MBR 反应器的动力学分析
• 5.1 污泥增殖动力学分析
• 5.2 污泥理论产率系数Y 和衰减系数Kd 分析
• 5.3 有机污染物降解动力学分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢