正渗透膜生物反应器污水处理效果及膜污染特性研究

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膜生物反应器(MBR)是一种高效的污水处理工艺,具有占地面积小,出水水质好,污泥产率低等优点,然而,严重的膜污染限制了MBR的应用,为解决这个问题,涌现了许多新型的技术,其中正渗透(FO)过程以水回收率高、浓水排放少、膜污染低、无需外压等优点引起了广泛的关注。将FO技术应用到MBR中,形成了正渗透膜生物反应器(OMBR)。本文对OMBR污水处理效果及膜污染特性进行分析研究。
　　为研究OMBR的污水处理效果,以氯化钠溶液为驱动液。反应器运行13d后发现,钠、钙、镁、钾、氯离子及正磷酸根等无机离子在生物反应池中积累并发现微生物大量死亡。针对这些问题提出了两种解决方案,方案一间歇排除反应池中的上清液以保证微生物活性;方案二每天排除部分上清液以确保反应池中电导率的稳定。从膜污染、污水处理效果及污泥减量等方面对两种方案进行研究。
　　研究发现,在代谢平衡和氯化钠的解偶联综合作用下,OMBR具有较好的污泥减量效果,污泥产率系数仅为0.02~0.2gVSS/((gCOD)),污泥浓度稳定在2700~3000mg/L。系统出水效果较好,有机物的去除率可达97.79％~98.64%,出水氨氮小于3mg/L,出水中检测不到磷。考察了通量及反应池中电导率的变化情况,系统的出水通量/盐反渗透量稳定在1.04~1.2g/L之间;对运行过程中的SMP、LB-EPS、TB-EPS、污泥活性和污泥粒径等指标进行了考察。
　　利用FTIR-ATR、SEM和EDX对运行后的膜进行分析,结果表明膜面的主要有机污染物为蛋白质和多糖,主要无机污染物为Si、Fe、Ca和Al。为研究污泥性质对膜的污染情况,在相同运行条件下,考察了不同污泥浓度及不同污泥对膜通量的影响,研究结果表明,污泥浓度越大,粘度越大,通量越小;随着SMP、LB-EPS、TB-EPS浓度的增高,膜污染加剧,同时发现,,随着污泥粒径的增大,膜污染加剧,通量减小。
　　为考察多糖和蛋白质对膜的污染情况,利用藻酸钠和牛血清蛋白质模拟多糖和蛋白质,实验结果表明,牛血清蛋白对膜几乎没有污染,而藻酸钠对膜的污染严重,尤其是当存在钙离子时,藻酸钠会和钙离子结合,造成更严重的膜污染。

著录项

作者
李志能;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科环境科学与工程
授予学位硕士
导师姓名田禹;
年度 2013
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类废水的处理与利用;
关键词
膜生物反应器; 污水处理; 膜污染; 去除率;

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