固定化和膜生物反应器技术处理海水冲厕污水初步研究
膜生物反应器是近年发展起来的将生物处理和膜过滤技术结合于一体的废水处理新技术。它用膜组件取代传统生化处理技术中的二次沉淀池，因而具有污泥浓度高，污泥产率低，对有机污染物去除率高，出水水质优质、稳定，并且管理方便，易于实现自动化控制等优点。研究者在利用膜生物反应器处理废水的研究中，对膜生物反应器操作运行条件优化、污染物去除效果影响因素及膜污染机理等方面进行了大量的工作，但膜污染问题仍然是限制膜生物反应器广泛应用的重要因素之一。细胞固定化技术是上世纪70年代发展起来的一项新兴技术，具有细胞密度高、作用时间长、微生物流失少、固液易分离的优点。本论文旨在通过实验探讨利用固定化技术和一体式膜生物反应器处理海水冲厕污水的可行性。
本论文包括固定化和膜生物反应器处理海水冲厕污水研究两部分。固定化采用聚乙烯醇-硼酸法，通过测定固定化颗粒的强度和污染物的去除率选择出合适的包埋剂以及它们之间的最佳配比；在此基础上探讨了不同温度、pH值、污泥浓度和氯离子浓度条件下，固定化微生物对NH3-N和CODCr的去除情况，从而找出固定化微生物去除污染物的最适宜的条件。本文通过在聚乙烯醇溶液中添加适量包埋剂来固定化活性污泥，初步实验结果表明，SiO2为10g/L、CaCO3为1.25g/L、包泥量为1：4，交联时间在24小时以上时为较好的固定化改善条件。正交试验结果表明聚乙烯醇浓度为80g/L、海藻酸钠为4g/L、活性炭为10g/L时，固定化颗粒的强度和去除效果最佳。不同条件下的污染物去除效果表明：在30℃下NH3-N和CODCr的去除率最好，12小时其去除率分别为为83.9％、84.2％；活性污泥固定化以后，耐酸碱冲击的能力增强，对NH3-N和CODCr的去除率增大，在pH4～10之间均有很好的去除效果；固定化污泥的适宜用量为75g/L。连续流化床实验研究表明，固定化颗粒稳定运行2个月情况良好，出水NH3-N和CODCr符合《污水综合排放标准》中的二级标准。扫描电镜表明，活性污泥固定化以后，内部形成网状结构，这种结构可以防止包埋细菌的流失，增强基质及代谢产物的传递，更有利于微生物细菌附着生长。
本论文采用一体式好氧膜生物反应器来处理海水冲厕污水。膜生物反应器操作条件优化实验结果表明，本系统最佳的操作条件为平均水力停留时间4小时，污泥浓度为6～8g/L，曝气量为4～6L/min，抽停时间比为10：3，即抽吸10分钟，停3分钟。一定浓度Cl-的存在对去除CODOHKI、NH3-N的影响很小，但对CODCr的去除率会随着Cl-浓度的增大有所降低。膜生物反应器在较高污泥浓度下运行稳定、高效。对悬浮固体均有很好的截留作用，出水浊度稳定在1FTU以下，去除率≥97.8％；对CODCr、CODOHKI、TOC、BOD5和NH3-N也都有很好的去除效果，出水浓度分别≤61mg/L、8mg/L、8mg/L、12mg/L、1.6mg/L，去除率分别≥85.7％、97.4％、93.0％、92.0％、96.9％，出水水质符合《污水排放综合标准》中的一级标准出，水水质良好。但是本系统对总磷的去除效果差，进水浓度为10mg/L左右时，去除率最高为21.2％。膜生物反应器在较高的污泥浓度下运行，膜通量会有较大变化。简单的物理方式清洗，会使通量有一定的恢复。采用化学清洗的方式，使得膜通量会有较大的恢复，且保持较长时间的稳定运行。MBR在运行过程中会产生不可逆污染。固定化技术在生物反应器中应用的初步实验结果表明，活性污泥固定化以后可以减轻膜污染，增大膜通量，同时有利于反应器中总氮和总磷的去除。
膜生物反应器;海水冲厕污水;膜污染;生活污水;污水处理
中国海洋大学
硕士
海洋化学
王修林;单宝田
2005
中文
X799.3
69
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）