A1/A2/O-膜生物反应器-纳滤组合工艺深度处理焦化废水的研究
随着水资源的日益短缺和环境质量要求的不断提高，提高工业废水的重复利用率和努力实现“零排放”己经势在必行。焦化废水是当前比较难处理的一类工业废水，具有有机物含量高、色度高、成分复杂、难降解等特点，采用传统方法处理后，往往难以达标。焦化废水的处理技术一直是工业废水处理中的一个关键问题，若可以对该废水进行深度处理使其达到回用标准则将具有较好的社会效益和经济效益。因此，本文对厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器（A1/A2/O-MBR）与纳滤组合工艺深度处理焦化废水进行了系统的研究。 主要考察了总HRT及混合液回流比对 A1/A2/O-MBR系统处理效果的影响及膜通量与跨膜压差、温度的变化关系，以及对长期运行过程中的膜污染问题进行了系统的研究。得出了A1/A2/O-MBR系统处理焦化废水的适宜总HRT为70h，混合液回流比为3倍。在总HRT为70h、混合液回流比为3倍的条件下稳定运行时，A1/A2/O-MBR系统对COD、NH3-N、TN、TP等指标的平均去除率分别为92.0％、87.0%、59.0%和33.0%，其对应的平均出水浓度分别为171 mg/L、17 mg/L、129 mg/L和1.6 mg/L。系统在低通量运行时（分别为2.1 L/m2?h、3.5 L/m2?h、6.1 L/m2?h），膜污染速度缓慢，跨膜压差上升缓慢，平均上升速率为18.7 Pa/d；在较高通量下（11.9 L/m2?h）运行时，膜污染速度加快，跨膜压差变化较前期明显上升，平均上升速率为128 Pa/d。 在MBR膜污染机理分析中，通过SEM、EDX和ATR-FTIR技术对比分析了膜污染前后及清洗前后的变化，推断出MBR膜在长期运行过程中膜表面吸附上了一层含有酚类、蛋白质类及羧酸类等有机污染物以及含磷、钙及铁等元素的无机污染物。这些污染物的吸附沉积，使膜孔堵塞，造成了膜通量的下降。另外，在膜的化学清洗中，分别采用了酸洗、碱洗、氧化剂清洗及组合清洗。结果表明，碱洗效果较优，经0.1%的氢氧化钠洗后，膜的清水比通量由1.84 L/m2?h?kPa提高到22.91 L/m2?h?kPa，膜清水通量恢复至新膜通量的81.1%，说明凝胶层污染、有机污染是造成膜污染的主要原因。 在A1/A2/O-MBR实验的基础上，采用小规模纳滤膜试验装置对经MBR处理后的焦化废水出水进行深度处理。对纳滤反应器出水水质及不同操作条件对膜性能的影响进行了仔细分析和讨论。发现水通量随操作压力和进料流量的增大而增大。当压力升高到一定程度后，浓差极化严重，透过膜的阻力增加，水通量趋于稳定。纳滤膜可以有效地去除有机物、氨氮和总磷。在整个试验过程中，对COD、NH3-N和TP的平均去除率分别为89.0%、80.7%和96.0%。其对应的平均出水浓度分别为13.6mg/L、4.7 mg/L和0.08mg/L，达到了《循环冷却水用再生水水质标准》（HG/T3923-2007）。 还确定了在正常废水浓度条件下，纳滤膜处理焦化废水的最佳操作压力为0.8MPa，最佳进料流量为1.13L/min。
厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器;纳滤组合工艺;焦化废水;MBR膜污染机理
中国海洋大学
硕士
海洋化学
高从堦
2013
中文
X703.1;X784
78
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）