MBR处理高盐榨菜废水膜污染特性与处理效能研究

MBR处理高盐榨菜废水膜污染特性与处理效能研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：魏英华指导教师：柴宏祥副教授胡学斌教授专业：市政工程学科门类：工学重庆大学城市建设与环境工程学院二O一三年五月StudyontheMembraneFoulingCharacteristicsandTreatmentEfficiencyoftheMembraneBioreactorTreatingMustardTuberWastewaterwithHighSalinityAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByWeiYinghuaSupervisedbyAssociateProf.ChaiHongxiangAssistantSupervisedbyProf.HuXuebinSpecialty:MunicipalEngineeringFacultyofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2013中文摘要I摘要高盐工业废水因盐度对微生物活性的抑制作用和对污泥沉降性能的影响、污染物浓度高等问题，采用生物法对其进行高效处理存在较大难度，其高效处理是目前国内外研究的难点。MBR工艺因具有可以大量聚集微生物和工艺不受污泥沉降性能影响限制等优点，为生物法高效处理高盐工业废水提供了契机。试验充分利用MBR工艺可以大量聚集微生物，且工艺不受污泥沉降性能影响限制等优点，采用缺氧+好氧生物膜-膜生物反应器和好氧生物膜-膜生物反应器两种MBR反应器，处理7%和10%两种盐度的榨菜废水，开展了MBR反应器处理榨菜废水膜污染特性与处理效能试验研究，试图揭示曝气方式、停抽时间、曝气强度等反应器运行条件，以及盐析现象和嗜盐菌群特对膜污染的影响规律，和运行条件交互作用规律，并以此为基础寻求减缓和控制膜污染的技术方法，同时对MBR反应器对高盐榨菜废水的处理效能进行了研究，以期为降低处理高盐工业废水中MBR反应器运行能耗和提高MBR反应器处理效能提供科学依据和技术支撑。开展的主要研究内容及结果如下：①开展了MBR反应器处理高盐榨菜废水膜污染特性研究。主要研究反应器运行条件、盐析现象与嗜盐菌特性对膜污染的影响，试验结果表明：运行条件对两种MBR反应器膜污染的影响规律相同，即均是采用连续曝气时膜污染最轻，且在试验取值范围内，随着停抽时间（t）、曝气强度（UGr）和跨膜压差(TMP)的增大，膜污染速率（以膜过滤阻力随过滤水量的增长速率KV表示）有先减小后增大的趋势，存在最小值；好氧生物膜-膜生物反应器膜件污染速率小于缺氧+好氧生物膜-膜生物反应器，说明将膜组件置于生物膜中更利于系统的长期高效运行。盐析现象影响膜污染研究发现：盐析颗粒粒径较小，且具有较强粘附能力，会堵塞膜孔，或粘附在膜表面形成凝胶层，加重膜污染，使物理清洗后膜通量的恢复程度降低。嗜盐菌特性影响膜污染研究发现：在7%盐度和10%盐度微生物系统中，嗜盐菌以杆状菌和球状菌为主，污泥絮体较小，且比较松散，会堵塞膜孔形成不可逆膜污染，或粘附于膜片表面形成凝胶层，微生物利用膜面的物质作为生长基质而附着于膜上，与膜表面一些产生较多EPS的微生物共同作用引起膜污染。②响应面法优化了处理7%盐度榨菜废水的缺氧+好氧生物膜-膜生物反应器运行条件，并对优化运行条件下反应器处理效能进行了研究。运行条件优化结果为：t=3min、UGr=10m3m-2h-1、TMP=5KPa，对应KV预测值为7.87E+10，验证试验得到膜KV实测值为7.86E+10±+10验得到，与预测值基重庆大学硕士学位论文II本吻合。处理效能研究发现：反应器膜件个数≦2时，出水可达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的三级排放标准，此时反应器进水负荷≦1.7KgCOD/（m3.d），COD去除率≧90%，氨氮去除率≧88%，总氮去除率≧56%，可溶性磷酸盐去除率≧29%，SS去除率≧97%。③响应面法优化了处理7%盐度榨菜废水的好氧生物膜-膜生物反应器运行条件，并对优化运行条件下反应器处理效能进行了研究。运行条件优化结果为：t=1min、UGr=12m3m-2h-1、TMP=20KPa，对应KV预测值为7.42E+9，验证试验得到KV实测值为7.42E+9±.42E+9，与预测值基本吻合。处理效能研究发现：反应器膜件个数≦2时，出水可达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的三级排放标准，此时反应器进水负荷≦2.6KgCOD/（m3.d），COD去