膜生物反应器处理微污染地表水的试验研究

论文摘要

如今,要解决我国饮用水水源污染与饮用水卫生标准提高的矛盾,发展微污染水处理技术是当务之急。在此背景下,本研究进行了MBR及MBR-PAC（PAC,粉末炭）组合工艺处理实际微污染地表水的系列试验,重点考察出水水质和膜污染情况,对MBR的工程化提供可行性研究。连续试验的结果表明,采用MBR处理微污染湖水时出水水质良好,向反应器内投加PAC可以进一步优化出水水质,并且减少膜污染。当原水是《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定的Ш或Ⅳ类水时,MBR-PAC工艺出水的浊度、CODMn和氨氮均满足《生活饮用水卫生规范》和《城市供水水质标准》的要求。同时,投加PAC有效延缓了MBR膜通量的衰减,使总的膜阻力由2.47×1012m-1下降至1.92×1012m-1,有效减轻了膜污染。试验中重点讨论了MBR对有机污染物的去除情况,发现PAC和MBR在去除不同指标所代表的有机物时,存在相互促进作用。组合工艺对CODMn、UV254和UV410的平均去除率分别达到66.8%、66.9%和97.5%。通过建立反应器内有机底物的质量平衡方程,得到了MBR对有机污染物去除率的数学表达式。由此可以定量求出生物作用和膜截留作用分别对去除率的贡献,从而进一步探讨实现MBR对有机污染物去除的各种作用机理及影响大小。MBR处理微污染水的试验中,观察到反应器内混合液的有机物存在较明显的累积,定义了混合液累积倍数Am来对此进行描述。通过比较PAC投加前后混合液的特性,证实了混合液的累积程度和性质变化会影响MBR的出水水质和膜污染速率。投加PAC减少了MBR的混合液累积,降低了Am,提高了混合液的可过滤性,减轻了膜截留的负担,利于改善膜出水、减少膜污染。试验中,采用空间排阻液相色谱法测定了MBR进水、出水、混合液和膜污染物的分子量分布,并且比较了进水可生化性改变时MBR的运行情况。结果表明,微污染湖水中,小分子物质含量多并且可生化性较差的特性,显著影响了MBR的出水水质和膜污染速率。试验证实,分子量小于3000的有机物质是膜出水和膜污染物的重要组成,投加PAC可以有效的吸附去除这些物质;同时进水可生化性良好利于增强MBR内的生物活性,降低混合液的累积。由于饮用水源水中存在的微量人工合成有机物对人类健康的潜在危害日益被重视,试验还采用MBR处理微污染湖水中存在的微量酚,分别考察了MBR

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 微污染水源饮用水处理技术
• 1.3 膜技术在饮用水处理中的应用
• 1.4 膜生物反应器（MBR）在饮用水处理中的应用
• 1.5 膜污染
• 1.6 研究内容的选择和工艺的确定
• 第二章 试验装置与试验方法
• 2.1 试验装置与工艺流程
• 2.2 试验基本参数
• 2.3 试验分析项目和测定方法
• 2.4 反应器运行情况概述
• 第三章 MBR 的运行效果
• 3.1 试验概况
• 3.2 污染物去除率
• 3.3 出水水质
• 3.4 混合液累积倍数
• 3.5 有机污染物去除的数学表达
• 3.6 本章小结
• 第四章 MBR 的膜污染
• 4.1 试验概况
• 4.2 膜污染状况
• 4.3 混合液特性对膜污染的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 分子量分布对MBR 的影响
• 5.1 试验概况
• 5.2 MWD 与污染物去除效果
• 5.3 MWD 与膜污染
• 5.4 本章小结
• 第六章 进水可生化性对MBR 的影响
• 6.1 试验概况
• 6.2 污染物去除效果
• 6.3 膜污染
• 6.4 本章小结
• 第七章 MBR 对水中微量酚的去除
• 7.1 试验概况
• 7.2 MBR 对微量苯酚的去除
• 7.3 MBR 对微量DCP 的去除
• 7.4 苯酚与DCP 共存对MBR 除酚效果影响的间歇试验
• 7.5 MBR 去除微量苯酚和DCP 的比较
• 7.6 本章小结
• 第八章 结论和建议
• 8.1 结论
• 8.2 建议
• 附录1 水中微量酚的测定——高效液相色谱法（HPLC）
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢